[發(fā)明專利]電壓的線性隔離偵測(cè)的方法及電路

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910111700.7
• 申請(qǐng)日: 2009-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN101556295A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾華鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門拓寶科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R15/14
• 分類號(hào): G01R15/14;G01R15/22;G01R19/00
• 代理公司: 廈門市誠(chéng)得知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 方惠春;劉 輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電壓的隔離偵測(cè)電路領(lǐng)域，尤其是用于電壓源型逆變系統(tǒng)的電壓的線性隔離偵測(cè)的方法及電路。

背景技術(shù)

在電子通信、電力系統(tǒng)等領(lǐng)域，經(jīng)常需要偵測(cè)輸入、輸出端口或者某些特定位置的電氣參數(shù)，有時(shí)候由于偵測(cè)點(diǎn)與被測(cè)位置隔離而不共地，這樣不能夠直接偵測(cè)得到被測(cè)位置的電氣參數(shù)，需要采取一些方法將被測(cè)點(diǎn)的電氣參數(shù)隔離傳遞并準(zhǔn)確表示出來。尤其是逆變系統(tǒng)領(lǐng)域，逆變器是一種電源轉(zhuǎn)換裝置，可以將直流電轉(zhuǎn)換成220V、50Hz的交流電或其它頻率的交流電，以滿足移動(dòng)用戶或無(wú)電地區(qū)對(duì)交流電的需要。逆變器可以使用直流蓄電池供電，也可以與發(fā)電機(jī)配套使用，在風(fēng)能、太陽(yáng)能領(lǐng)域逆變器更是不可缺少的設(shè)備。目前大功率逆變器的使用越來越廣泛，所用直流電池組的容量在增大，內(nèi)含單節(jié)電池的數(shù)量也在增加，電池電壓已升至200V以上，任何一節(jié)電池的性能都可能影響逆變器的正常工作，因此應(yīng)該隨時(shí)快速監(jiān)測(cè)電池組中每節(jié)電池的電壓。由于每組電池都是串聯(lián)的，雖然一般每節(jié)電池的電壓只有12V，但是在測(cè)量每節(jié)電池電壓時(shí)，共模電壓是變化的，最高值甚至可能超過200V，所以要想把這些電池電壓直接用帶A/D轉(zhuǎn)換器的微處理器(MCU)進(jìn)行測(cè)量和處理是困難的，必須去掉這些共模電壓。在大功率逆變器中具有多組電池，電池總數(shù)可達(dá)幾十節(jié)，為了能用一個(gè)微處理器進(jìn)行測(cè)量和處理這幾十個(gè)電壓，必須使這些電壓與微處理器的電源VCC端共地。因此，偵測(cè)直流線性電壓，可通過一個(gè)光耦開關(guān)管隔離，利用光耦二極管的線性區(qū)域特性，將電壓參數(shù)線性傳遞到另一端進(jìn)行測(cè)量。如公開號(hào)為2718594的專利，其技術(shù)方案是：它由取樣電路和線性隔離電壓跟隨器組成，取樣電路由電阻R1、R2串聯(lián)組成，串接點(diǎn)為輸出端；線性隔離電壓跟隨器由運(yùn)放器N1、線性光耦器N2、電阻R3、R5、電容C1組成，信號(hào)由運(yùn)放器N1處理后送光耦器N2隔離，光耦器隔離后的信號(hào)為輸出至微處理器測(cè)量電路、并與MCU電源共地的電壓信號(hào)。但是這種偵測(cè)方法依賴于光耦二極管的線性特性，事實(shí)上容易因環(huán)境因素的改變而顯得不穩(wěn)定，尤其是受到溫度漂移影響。因此誤差較大，不能廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述的問題，本發(fā)明提出一種電壓的線性隔離偵測(cè)的方法及電路來解決，不僅電路方法簡(jiǎn)單有效，且解決了已有技術(shù)中因溫度漂移因素而導(dǎo)致的精度不高的問題。本發(fā)明除了用于逆變系統(tǒng)的直流電壓的線性隔離偵測(cè)，亦可以應(yīng)用于電子通信、電力系統(tǒng)等領(lǐng)域需要電壓隔離偵測(cè)的方面。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：

一種電壓的線性隔離偵測(cè)的方法是將采集的被測(cè)電壓進(jìn)行電壓/頻率轉(zhuǎn)換處理成相應(yīng)的頻率信號(hào)，經(jīng)過頻率信號(hào)的隔離傳遞后，再將相應(yīng)的頻率信號(hào)進(jìn)行頻率/電壓轉(zhuǎn)換處理成相應(yīng)的電壓信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述頻率信號(hào)的隔離傳遞是通過電光-光電轉(zhuǎn)換方式進(jìn)行隔離傳遞。

一種電壓的線性隔離偵測(cè)的電路，包括依次串聯(lián)的接入于被測(cè)電壓端的電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路模塊、光電耦合器和頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路模塊。

進(jìn)一步的，所述的光電耦合器可以是型號(hào)為PC817的光電耦合器。

本發(fā)明采用這樣的電壓的線性隔離偵測(cè)的方法及電路，不僅成功解決了因溫度漂移影響導(dǎo)致的偵測(cè)精度不足的缺陷，且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。

附圖說明

圖1所示的是本發(fā)明的電氣原理圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

一種電壓的線性隔離偵測(cè)的方法是將采集的被測(cè)電壓Ui進(jìn)行電壓/頻率轉(zhuǎn)換處理成相應(yīng)的頻率信號(hào)，經(jīng)過頻率信號(hào)的隔離傳遞后，再將相應(yīng)的頻率信號(hào)進(jìn)行頻率/電壓轉(zhuǎn)換處理成相應(yīng)的電壓信號(hào)Uo。

進(jìn)一步的，所述頻率信號(hào)的隔離傳遞是通過電光-光電轉(zhuǎn)換方式進(jìn)行隔離傳遞。

參閱圖1所示，本發(fā)明的電路是：包括依次串聯(lián)的接入于被測(cè)電壓Ui端的電壓/頻率(V/F)轉(zhuǎn)換電路模塊U1、光電耦合器U3和頻率/電壓(F/V)轉(zhuǎn)換電路模塊U2。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述的光電耦合器U3可以是型號(hào)為PC817的光電耦合器。其是一種DIP4封裝的通用光電耦合器。其電氣特點(diǎn)是：電流傳輸比CTR∶IF＝5MA，VCE＝5V時(shí)最小值為50％，輸入和輸出之間的隔絕電壓高VISO∶5.0KV，可以滿足本發(fā)明電路的需求。