[發明專利]一種無源無損高頻磁隔離型直流電壓檢測電路

在審

• 申請號: 201410517472.4
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104280592A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 陳申;張明瑋;尹濤;張卡飛;葛文濤;林偉杰;馮芬;季似宣;廉晨龍
• 申請（專利權）人: 臥龍電氣集團股份有限公司;臥龍電氣集團杭州研究院有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/14
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 戴曉翔;王曉燕

技術領域

本發明涉及直流電壓測量領域，更具體的是一種無源無損高頻磁隔離型直流電壓檢測電路。

背景技術

現有隔離型直流電壓檢測電路主要是基于霍爾電壓傳感器和光電耦合器。霍爾電壓傳感器應用廣泛，但是成本高，而且需要單獨的供電電源；光電耦合器的成本較高，而且由于光耦的非線性導致測量精度較低，同時也需要單獨的供電電源。

磁隔離是一種最常用的電氣隔離方式，但是主要應用在交流場合。磁隔離應用到直流場合時，需要將直流輸入信號先轉換成變壓器可以傳輸的交流信號，然后再經過整流得到直流輸出信號，其中的整流部分由于整流二極管存在導通壓降，會影響電壓檢測精度，因此在實際應用時需要進行整流二極管壓降補償。

發明專利201310288268.5提出了一種直流電壓隔離采樣電路，但是該電路的變壓器原邊和副邊都有運算放大器，都需要單獨供電，而且整流二極管壓降補償電路復雜。歸納起來，現有的磁隔離型直流電壓檢測電路存在的需要單獨供電和整流二極管壓降補償電路復雜的不足。

發明內容

為了解決現有技術的不足，提供一種無需單獨供電、整流二極管壓降補償電路簡單的磁隔離型直流電壓檢測電路，本發明公開了一種無源無損高頻磁隔離型直流電壓檢測電路。

本發明通過如下技術方案達到發明目的：

一種無源無損高頻磁隔離型直流電壓檢測電路，其特征在于：包括輸入電壓端、高頻逆變電路、高頻變壓器、自補償高頻整流電路、輸出電壓端、控制及驅動電路和供電電路；供電電路與輸入電壓端相連以為控制及驅動電路提供電能；控制及驅動電路與高頻逆變電路相連，控制及驅動電路輸出驅動脈沖直接驅動高頻逆變電路；高頻逆變電路與輸入電壓端連接，以對輸入電壓進行逆變并輸出高頻交流信號，該信號經過高頻變壓器傳輸到自補償高頻整流電路，自補償高頻整流電路將高頻交流信號變換為直流信號，同時實現整流二極管壓降自補償得到輸出電壓端的輸出電壓。

作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本發明還包括以下附加技術特征。

進一步的，高頻逆變電路包括開關管Q₂₁、開關管Q₂₂、隔直電容C₂₁、電阻R₂₁和電阻R₂₂；開關管Q₂₁和開關管Q₂₂串聯連接形成半橋電路再并聯在輸入電容C₁₁兩端，串聯連接點處再經過隔直電容C₂₁與高頻變壓器相連；電阻R₂₁和電阻R₂₂分別接在開關管Q₂₁和開關管Q₂₂的驅動側。

進一步的，高頻變壓器的副邊為一個帶中心抽頭的繞組或兩個匝數相同的繞組；當副邊為一個帶中心抽頭的繞組時，副邊繞組的三個抽頭分別與自補償高頻整流電路的三個接線端子依次電連接；當副邊為兩個匝數相同的繞組時，兩個副邊繞組的異名端直接相連形成中間抽頭，再與另外兩個抽頭一起，分別與自補償高頻整流電路的三個接線端子依次電連接。

進一步的，自補償高頻整流電路包括整流二極管D₄₁、濾波電容C₄₁、整流二極管D₄₂、濾波電容C₄₂和輸出電容C₄₃；整流二極管D₄₁和整流二極管D₄₂采用型號相同的高頻二極管；整流二極管D₄₁和濾波電容C₄₁構成一個半波整流電路，整流二極管D₄₂和濾波電容C₄₂構成另一個半波整流電路；濾波電容C₄₁和濾波電容?C₄₂的負端直接相連形成公共端；輸出電容C₄₃的負端與濾波電容?C₄₂的正端相連，輸出電容C₄₃的正端與濾波電容?C₄₁的正端相連，這種連接方式可以實現整流二極管壓降的自動消除，并在輸出電容C₄₃兩端得到不含整流二極管壓降的輸出電壓端的輸出電壓。