一种正负母线电压隔离采集电路制造技术

本发明专利技术旨在提供一种成本低、结构紧凑且安全性高的正负母线电压隔离采集电路。本发明专利技术包括电压输入模块、第一电源以及第二电源，电压输入模块依次电连接有电压取样模块、电压隔离模块以及电压放大模块，电压输入模块的参考点GND1、第一线性光耦U1的VI

【技术实现步骤摘要】
一种正负母线电压隔离采集电路


[0001]本专利技术涉及直流电源、逆变电源设备的
，特别涉及一种正负母线电压隔离采集电路。

技术介绍

[0002]在直流电源、逆变电源设备中，需对直流母线电压进行实时监测，以保障电力系统的正常运行，母线电压采样方法是通过线性光耦隔离采集较高正负母线电压，从而分析计算及显示设备的低压侧控制电路，现有的技术是通过两路独立的线性光耦隔离采样电路分别采样正、负母线电压，原边正负母线各需要一路辅助工作电源，无法实现辅助工作电源的重复利用，器件较多，且原边无法与正负母线参考电压点无法实现共地连接，两路线性光耦的原边还需要留安全间距，安全性可靠性存在不足，因此有必要提供一种成本低、结构紧凑且安全性高的正负母线电压隔离采集电路。

技术实现思路

[0003]本技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种成本低、结构紧凑且安全性高的正负母线电压隔离采集电路。
[0004]本技术所采用的技术方案是：本技术包括电压输入模块、第一电源以及第二电源，所述电压输入模块依次电连接有电压取样模块、电压隔离模块以及电压放大模块，所述电压输入模块包括正母线电压和负母线电压，所述电压隔离模块包括第一线性光耦U1和第二线性光耦U2，所述正母线电压和所述负母线电压分别通过所述电压取样模块与所述第一线性光耦U1的VI+端和所述第二线性光耦U2的VI+端连接，所述正母线电压和所述负母线电压的参考点GND1、所述第一线性光耦U1的VI
‑
端、所述第二线性光耦U2的VI
‑<br/>端均与所述第一电源共地连接，所述第一线性光耦U1的VD1端和所述第二线性光耦U2的VD1端均与所述第一电源连接，所述电压放大模块包括放大器U3，所述第一线性光耦U1的GN2端、所述第二线性光耦U2的GN2端、所述放大器U3的4引脚以及所述第二电源共地连接，所述第一线性光耦U1的VD2端、所述第二线性光耦U2的VD2端以及所述放大器U3的8引脚与所述第二电源连接，所述放大器U3的1引脚和7引脚分别输出第一正电压UO+和第二正电压UO
‑
。
[0005]由上述方案可见，所述第一线性光耦U1和所述第二线性光耦U2均包括原边输入侧部分和副边输出侧部分，所述第一电源是所述正母线电压和所述负母线电压的高压侧辅助工作电源，所述第二电源是副边低压侧辅助工作电源，第一正电压UO+是所述正母线电压的采样输出，第二正电压UO
‑
是所述负母线电压的采样输出，所述正母线电压和所述负母线电压的参考点GND1、所述第一线性光耦U1的VI
‑
端、所述第二线性光耦U2的VI
‑
端均与所述第一电源共地，共用一路辅助工作电源+5V1，辅助工作电源得到重复利用。所述第一线性光耦U1的GN2端、所述第二线性光耦U2的GN2端、所述放大器U3的4引脚以及所述第二电源共地连接，共用一路辅助工作电源+5V2，除了有利于PCB线路板的器件布局，也提高了电路的安全性和可靠性。所述正母线电压和所述负母线电压分别为+400V和
‑
400V，
[0006]所述正母线电压+400V通过所述电压取样模块按比例进行分压后得到正极性弱电压信号电压值，根据线性光耦输入量程接入接入所述第一线性光耦U1的VI+输入端，所述正母线电压和所述负母线电压的参考点GND1接所述第一线性光耦U1的VI
‑
输入端，利用线性光耦的正量程范围进行转换，所述第一线性光耦U1副边输出的VO+、VO
‑
差分电压直接接入所述放大器U3的正负输入端，所述放大器U3包括U3A和U3B，所述U3A输出得到与所述正母线电压成正比的隔离采样的所述第一正电压UO+，所述第一正电压UO+可根据后级的输入电压范围调整所述电压放大模块的放大倍数得到。
[0007]所述负母线电压
‑
400V通过所述电压取样模块按比例进行分压后得到负极性弱电压信号电压值，根据线性光耦输入量程接入接入所述所述第二线性光耦U2的VI+输入端，所述正母线电压和所述负母线电压的参考点GND1接所述第二线性光耦U2的VI
‑
输入端，利用线性光耦的负量程范围进行转换，所述第二线性光耦U2副边输出的VO+、VO
‑
差分电压反接所述U3B的正负输入端，所述U3B输出得到与所述负母线电压成正比的隔离采样的所述第二正电压UO
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，所述第二正电压UO
‑
可根据后级的输入电压范围调整所述电压放大模块的放大倍数得到，所述第一正电压UO+和所述第二正电压UO
‑
可以接入CPU的AD采样口进行数字化做进一步的分析处理。
[0008]所述正负母线电压隔离采集电路分别利用线性光耦的输入端正负输入量程范围分别来采集正负母线电压，实现母线参考电压点、采样正电压的线性光耦输入侧、采样负电压的线性光耦输入侧、辅助工作电源的共地，原边共用一路辅助工作电源，利用线性光耦副边的差分信号输出，实现正负两路差分运放输出电路的输出电压直接反映正负母线的电压幅值。所述正负母线电压隔离采集电路结构简单，PCB（线路板）器件的布局占用空间小、灵活、成本较低，正负母线测量电压范围可调整范围宽，通过调整差分放大电路的参数，可以得到所需的输出电压范围，有较强的灵活性，同时共地连接提高了电路的安全性和可靠性。
[0009]一个优选方案是，所述电压取样模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R11、第五电阻R12以及第六电阻R13，所述第一线性光耦U1的VI+端分两路，一路通过所述第一电阻R1和所述第二电阻R2的串联接入所述正母线电压，另一路通过所述第三电阻R3接地，所述第二线性光耦U2的VI+端分两路，一路通过所述第四电阻R11和所述第五电阻R12的串联接入所述负母线电压，另一路通过所述第六电阻R13接地。
[0010]由上述方案可见，所述正母线电压+400V通过所述第一电阻R1和所述第二电阻R2的降压，再经过所述第三电阻R3的分压得到正极性弱电压信号（电压值根据线性光耦输入量程确定）接入所述第一线性光耦U1的VI+输入端，所述负母线电压
‑
400V通过第四电阻R11和第五电阻R12的降压，再经过所述第六电阻R13的分压得到负极性弱信号（电压值根据线性光耦输入量程确定）接入所述第二线性光耦U2的VI+输入端。
[0011]一个优选方案是，所述正负母线电压隔离采集电路还包括第一滤波模块，所述第一滤波模块包括第一电容C1和第二电容C11，所述第一电容C1的一端接所述第二电阻R2与所述第三电阻R3的节点，所述第一电容C1的另一端接地，所述第二电容C11的一端接所述第五电阻R12与所述第六电阻R13的节点，所述第二电容C11的另一端接地。
[0012]由上述方案可见，所述第一电容C1对所述第一线性光耦U1的输入信号进行滤波，所述第二电容C11对所述第二线性光耦U2的输入信号进行滤波。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正负母线电压隔离采集电路，其特征在于：它包括电压输入模块、第一电源（1）以及第二电源（2），所述电压输入模块依次电连接有电压取样模块（3）、电压隔离模块（4）以及电压放大模块（5），所述电压输入模块包括正母线电压（6）和负母线电压（7），所述电压隔离模块（4）包括第一线性光耦（U1）和第二线性光耦（U2），所述正母线电压（6）和所述负母线电压（7）分别通过所述电压取样模块（3）与所述第一线性光耦（U1）的VI+端和所述第二线性光耦（U2）的VI+端连接，所述正母线电压（6）和所述负母线电压（7）的参考点GND1、所述第一线性光耦（U1）的VI
‑
端、所述第二线性光耦（U2）的VI
‑
端均与所述第一电源（1）共地连接，所述第一线性光耦（U1）的VD1端和所述第二线性光耦（U2）的VD1端均与所述第一电源（1）连接，所述电压放大模块（5）包括放大器（U3），所述第一线性光耦（U1）的GN2端、所述第二线性光耦（U2）的GN2端、所述放大器（U3）的4引脚以及所述第二电源（2）共地连接，所述第一线性光耦（U1）的VD2端、所述第二线性光耦（U2）的VD2端以及所述放大器（U3）的8引脚与所述第二电源（2）连接，所述放大器（U3）的1引脚和7引脚分别输出第一正电压UO+和第二正电压UO
‑
。2.根据权利要求1所述的一种正负母线电压隔离采集电路，其特征在于：所述电压取样模块（3）包括第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R11）、第五电阻（R12）以及第六电阻（R13），所述第一线性光耦（U1）的VI+端分两路，一路通过所述第一电阻（R1）和所述第二电阻（R2）的串联接入所述正母线电压（6），另一路通过所述第三电阻（R3）接地，所述第二线性光耦（U2）的VI+端分两路，一路通过所述第四电阻（R11）和所述第五电阻（R12）的串联接入所述负母线电压（7），另一路通过所述第六电阻（R13）接地。3.根据权利要求2所述的一种正负母线电压隔离采集电路，其特征在于：所述正负母线电压隔离采集电路还包括第一滤波模块，所述第一滤波模块包括第一电容（C1）和第二电容（C11），所述第一电容（C1）的一端接所述第二电阻（R2）与所述第三电阻（R3）的节点，所述第一电容（C1）的另一端接地，所述第二电容（C11）的一端接所述第五电阻（R12）与所述第六电阻（R13）的节点，所述第二电容（C11）的另一端接地。4.根据权利要求3所述的一种正负母线电压隔离采集电路，其特征在于：所述正负母线电压隔离采集电路还包括钳位模块（8），所述钳位模块（8）设置在所述电压取样模块（3）和所述电压隔离模块（4）之间，所述钳位模块（8）包括第一二极管（D1）和第二二极管（D2），所述第一二极管（D1）的正极接所述第一电容（C1）与所述第三电阻（R3）一端的节点，所述第一二极管（D1）...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅双仟，李云荣，彭贻飞，王新晶，
申请(专利权)人：珠海泰坦科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：