【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直流电压分量采样，具体涉及一种直流电压分量的采样电路以及采用该采样电路进行直流电压分量采样的方法。
技术介绍
1、dcv为负载端230v交流输出电压中提取出的直流电压分量，储能逆变器对直流电压分量（dcv）的规格要求在0.1v以下。而实际运用过程中，往往存在dcv大于0.1v的现象，该现象一方面来源于软件控制，一方面来源于采样精度，由于dcv的采样精度对控制存在巨大影响，采样精度不足会造成软件无法将dcv控制在0.1v以内。
2、当前对直流电压分量（dcv）的采样方式大多以n线为参考，为对l、n之间的直流电压分量进行采样，然后通过隔离的方式给到控制芯片进行计算和调节，如图1所示。如果控制芯片的电源参考点不是n线，就需要通过隔离运放进行隔离，无法适应不同参考地的系统，成本也较高，由于隔离运放基本都是固定增益器件，衰减增益运放影响控制精度，放大增益运放影响采样范围，受其限制，当前技术对dcv采样精度较差，无法满足储能逆变器中对dcv的严格要求。
3、即图1所示的目前已有的dcv采样实现方案，需要两种类型电源，即：以n为参考的电源为非隔离运放和隔离运放输入侧供电，以gnd为参考的电源为控制芯片供电。电源架构和器件类型都相对复杂，其采样精度、范围也受到限制。
4、具体的，衰减增益运放精度不足：输出范围<输入范围，以运放ti/amc1350为例，输入范围±5v，输出范围±2v，增益为：0.4v/v，则0.1v实际dcv对应0.04v的 ad采样值变化，0.11v实际dcv对应0.04
5、放大增益运放范围不足：输出范围>输入范围，以运放ti/amc1200为例，输入范围±0.25v，输出范围±2v，增益为8v/v，则10mv的 dcv变化对应80mv的 ad采样值变化。考虑到芯片ad输入范围为0~3v，反推出：保证80mv识别精度的前提下，dcv采样最大值为0.375v，0.375v>0.25v，超出隔离运放的输入范围，会导致器件失效；保证±250mv隔离运放输入，则导致ad值在0~1v和2~3v的区间存在浪费。
6、所以，提高采样精度就需要减小采样范围，而采样范围有相关的设计规范，无法无限减小，如何在保证采样范围的前提下提高采样精度，这是目前需要解决的问题。
7、现有专利如cn202222755708.0-储能逆变器直流电压隔离采样电路，其采用的方式与图1所示的现有方案基本完全一致。
8、又如cn201420298403.4-交直流电压隔离差分采样电路，其采用的方式为：运放+滤波+隔离运放+运放+钳位，与图1所示的现有方案原理相同，只是增加了几级运放、增加了电压钳位保护控制芯片。
9、上述两个最接近的现有专利与图1所示的方案原理相同，其缺点为：1、采样范围与采样精度只能二选其一，无法在不牺牲采样范围的同时保证采样精度足够高；2、需要采用隔离方式，增加线路成本、需要增加隔离电源、电源系统复杂；3、目前市面上隔离运放多为固定增益器件，线路采样范围和增益受隔离器件限制。
10、以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日以前已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
1、鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种改进的直流电压分量的采样电路，能够同时提高dcv的采样精度和采样范围。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
3、一种直流电压分量的采样电路，包括第一运算放大单元、连接第一输入端l和第一运算放大单元之间的第一差分采样单元、连接第二输入端n和第一运算放大单元之间的第二差分采样单元，所述第一运算放大单元的输出端与控制单元连接，所述第一差分采样单元、第二差分采样单元、第一运算放大单元和控制单元均与信号地端连接，所述第一差分采样单元用于对第一输入端l和信号地端之间的电压进行采样，所述第二差分采样单元用于对第二输入端n和信号地端之间的电压进行采样，所述第一运算放大单元用于将第一差分采样单元和第二差分采样单元的采样结果进行差分运算；所述第一输入端为电源的l端，所述第二输入端为电源的n端；
4、所述第一差分采样单元包括第一采样模块，所述第一采样模块包括第一运算放大器，所述第一输入端l与所述第一运算放大器的同相输入端连接，所述第一运算放大器的反相输入端与信号地端连接。通过第一采样模块获得第一输入端l和信号地端之间的电压；
5、所述第二差分采样单元包括第二采样模块，所述第二采样模块包括第二运算放大器，所述第二输入端n与所述第二运算放大器的同相输入端连接，所述第二运算放大器的反相输入端与信号地端连接。通过第二采样模块获得第二输入端n和信号地端之间的电压。
6、优选的，信号地端为系统地（参考地）gnd，为电路系统中的参考电位点。通过对l与gnd之间的电压、n与gnd之间的电压进行采样，对采样值取得平均值后再做减法运算，得到l-n（avg），即为直流电压分量dcv。
7、优选控制单元包括控制芯片。
8、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第一运算放大器的同相输入端和/或反相输入端上连接有第一电阻。
9、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第一差分采样单元包括第一滤波模块，所述第一滤波模块连接在所述第一运算放大器的输出端和所述第一运算放大单元之间。通过第一滤波模块对第一输入端l和信号地端之间电压的采样结果进行滤波。
10、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第一滤波模块包括第二电阻和第一电容，所述第二电阻与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一电容与信号地端连接，所述第一电容位于所述第二电阻和第一运算放大单元之间。
11、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第二运算放大器的同相输入端和/或反相输入端上连接有第三电阻。
12、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第二差分采样单元包括第二滤波模块，所述第二滤波模块连接在所述第二运算放大器的输出端和所述第一运算放大单元之间。通过第二滤波模块对第二输入端n和信号地端之间电压的采样结果进行滤波。
13、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第二滤波模块包括第四电阻和第二电容，所述第四电阻与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第二电容与信号地端连接。
14、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第一运算放大单元包括第三运算放大器，所述第一差分采样单元与所述第三运算放大器的同相输入端连接，所述第二差分采样单元与所述第三运算放大器的反相输入端连接。
15、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第一运算放大单本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种直流电压分量的采样电路，其特征在于，包括第一运算放大单元、连接第一输入端和第一运算放大单元之间的第一差分采样单元、连接第二输入端和第一运算放大单元之间的第二差分采样单元，所述第一运算放大单元的输出端与控制单元连接，所述第一差分采样单元、第二差分采样单元、第一运算放大单元和控制单元均与信号地端连接，所述第一差分采样单元用于对第一输入端和信号地端之间的电压进行采样，所述第二差分采样单元用于对第二输入端和信号地端之间的电压进行采样，所述第一运算放大单元用于将第一差分采样单元和第二差分采样单元的采样结果进行差分运算；所述第一输入端为电源的L端，所述第二输入端为电源的N端；
2.根据权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述第一运算放大器的同相输入端和/或反相输入端上连接有第一电阻。
3.根据权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述第一差分采样单元包括第一滤波模块，所述第一滤波模块连接在所述第一运算放大器的输出端和所述第一运算放大单元之间。
4.根据权利要求3所述的采样电路，其特征在于，所述第一滤波模块包括第二电阻和第一电容，所述第二电阻与所述
5.根据权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述第二运算放大器的同相输入端和/或反相输入端上连接有第三电阻。
6.根据权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述第二差分采样单元包括第二滤波模块，所述第二滤波模块连接在所述第二运算放大器的输出端和所述第一运算放大单元之间。
7.根据权利要求6所述的采样电路，其特征在于，所述第二滤波模块包括第四电阻和第二电容，所述第四电阻与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第二电容与信号地端连接。
8.根据权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述第一运算放大单元包括第三运算放大器，所述第一差分采样单元与所述第三运算放大器的同相输入端连接，所述第二差分采样单元与所述第三运算放大器的反相输入端连接。
9.根据权利要求8所述的采样电路，其特征在于，所述第一运算放大单元包括设置在所述第三运算放大器上的同相输入端和/或反相输入端上的第五电阻。
10.根据权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述采样电路包括第二运算放大单元，所述第二运算放大单元与所述第一运算放大单元并列设置，所述第二运算放大单元的输出端与控制单元连接。
11.根据权利要求10所述的采样电路，其特征在于，所述第二运算放大单元包括第四运算放大器，所述第一差分采样单元与所述第四运算放大器的同相输入端连接，所述第二差分采样单元与所述第四运算放大器的反相输入端连接。
12.根据权利要求11所述的采样电路，其特征在于，所述第二运算放大单元包括设置在第四运算放大器上的同相输入端和/或反相输入端上的第六电阻。
13.一种根据权利要求1-12任意一项所述的采样电路进行直流电压分量的采样方法，其特征在于，包括如下步骤：
14.根据权利要求13所述的采样方法，其特征在于，采用所述第一差分采样单元对第一输入端与信号地端之间的电压进行采样，采用所述第二差分采样单元对第二输入端与信号地端之间的电压进行采样；采样过程中，所述第一差分采样单元和第二差分采样单元的增益保持一致。
15.根据权利要求14所述的采样方法，其特征在于，所述采样结果经过滤波后取平均值，所述第一差分采样单元和第二差分采样单元的滤波参数保持一致。
...【技术特征摘要】
1.一种直流电压分量的采样电路，其特征在于，包括第一运算放大单元、连接第一输入端和第一运算放大单元之间的第一差分采样单元、连接第二输入端和第一运算放大单元之间的第二差分采样单元，所述第一运算放大单元的输出端与控制单元连接，所述第一差分采样单元、第二差分采样单元、第一运算放大单元和控制单元均与信号地端连接，所述第一差分采样单元用于对第一输入端和信号地端之间的电压进行采样，所述第二差分采样单元用于对第二输入端和信号地端之间的电压进行采样，所述第一运算放大单元用于将第一差分采样单元和第二差分采样单元的采样结果进行差分运算；所述第一输入端为电源的l端，所述第二输入端为电源的n端；
2.根据权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述第一运算放大器的同相输入端和/或反相输入端上连接有第一电阻。
3.根据权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述第一差分采样单元包括第一滤波模块，所述第一滤波模块连接在所述第一运算放大器的输出端和所述第一运算放大单元之间。
4.根据权利要求3所述的采样电路，其特征在于，所述第一滤波模块包括第二电阻和第一电容，所述第二电阻与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一电容与信号地端连接，所述第一电容位于所述第二电阻和第一运算放大单元之间。
5.根据权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述第二运算放大器的同相输入端和/或反相输入端上连接有第三电阻。
6.根据权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述第二差分采样单元包括第二滤波模块，所述第二滤波模块连接在所述第二运算放大器的输出端和所述第一运算放大单元之间。
7.根据权利要求6所述的采样电路，其特征在于，所述第二滤波模块包括第四电阻和第二电容，所述第四电阻与所述第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：高秋媛，何金城，
申请(专利权)人：苏州贝瓦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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