[實用新型]隔離式交流電壓采樣電路

有效

• 申請號: 201520496181.1
• 申請日: 2015-07-10
• 公開（公告）號: CN204855627U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 鄭前進;張浩;陳明才
• 申請（專利權）人: 威海天力電源有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 初姣姣

技術領域

本實用新型涉及電子電氣領域，尤其是涉及一種結構合理、工作穩定、采樣精度高的隔離式交流采樣電路。

背景技術

目前在開關電源和很多家用電器產品中，都需要對交流輸入市電電壓進行采樣，以此來判斷輸入電壓是否滿足安全使用的要求。在不同的供電地區或者不同的時間段存在市電電網電壓的波動的現象，電網電壓會由于供電品質或者用電負載的的變化而產生高低變化。電網電壓過低時，會造成電器產品工作不正常，甚至會由于電流過大而燒壞電器產品，產生火災；電網電壓過高時，有可能會造成電器產品內部器件過壓擊穿。傳統的交流電壓采樣的方式主要有采用工頻變壓器進行采樣和采用集成的VF芯片進行采樣。采用工頻變壓器進行采樣的缺點主要是工頻變壓器體積大質量重，不適合輕量化的開關開關電源和小型化的家用電器使用。采用集成的VF芯片進行采樣的缺點主要是采樣線性度不好，不能夠滿足寬范圍電壓采樣的要求，同時溫度特性差，溫漂大，采樣精度不高。

發明內容

本實用新型針對現有技術的缺點和不足，提出一種實用的應用分立電子器件實現交流電壓采樣的電路，此電路在達到精度要求的同時，實現了隔離采樣，能夠提高產品的安全性和穩定性，提高產品品質。

本實用新型可以通過以下措施達到：

一種隔離式交流采樣電路，其特征在于包括基準電壓產生器、三角波發生器、比較器和隔離傳輸光耦。基準電壓產生器的輸出端與三角波發生器的輸入端相連接，三角波發生器的輸出端與比較器的一路輸入端相連接，比較器的另一路輸入端與交流電壓平均值輸出電路相連接，比較器的輸出端輸出方波電壓信號，隔離傳輸光耦對方波電壓信號進行隔離傳遞。

本實用新型所述基準電壓產生器包括電壓基準芯片IC2，IC2為三端器件，其正極端接地，負極端通過電阻R5和R12連接，此節點產生本電路所需要的基準電壓。其第三極為調整端，其與電阻R12和R15連接，通過調整R12和R15的配比來得到此電路所需的基準電壓，R12和R15的配比為1.5，得到此電路所需要的基準電壓為6.25V。

本實用新型所述三角波發生器包括IC1B和IC1C，IC1B的反相輸入端與IC1C的同向輸入端相連接，同時與基準電壓分壓后得到的電壓2.82V連接，此電源用于產生三角波的零點電壓，此電壓值與交流輸入電壓平均值電路一起，限制了此電路采樣的最低交流電壓值。IC1B的輸出端通過電阻R13與IC1C的反向輸入端相連接，通過積分電容C2產生電路所需要的三角波。本實施的實例中，產生的三角波的頻率為608Hz，通過此三角波發生器后，在IC1C的輸出端，得到零點電壓為1V，幅值為4V的三角波。本實例中，此零點電壓1V、鋸齒波的幅值4V和交流輸入電壓平均值電路一起，限制了此電路采樣的最高交流電壓值。

本實用新型所述比較器包括運算放大器IC1A。IC1A的反相輸入端與三角波發生器的輸出端相連接，IC1A的同相輸入端與交流輸入電壓平均值電路連接，在IC1A的輸出端得到與交流輸入電壓平均值成對應關系的具有一定占空比的方波電壓，此方波電壓通過電阻R4驅動隔離傳輸光耦工作，在隔離傳輸光耦輸出端通過R7與單片機IO接口連接，在單片機內部通過采樣平均計算，得到交流輸入電壓值。

本實用新型在使用中，不同的交流電壓平均值與三角波電壓比較，會產生不同占空比的方波電壓，經過光耦傳輸之后，在光耦的副邊用單片機進行采樣平均，得到的平均值經過一定的公式變化之后，即可得到真正的交流電壓。與現有技術相比，此電路具有結構簡單、工作穩定、采樣精度高等顯著的優點。

附圖說明：

附圖1是本實用新型的原理框圖。

附圖2是本實用新型的一種實施方式電路圖。

附圖標記：基準電壓產生器1、三角波發生器2、比較器3、隔離傳輸光耦4。

具體實施方式：

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。

如附圖1所示，本實用新型提出了一種隔離式交流采樣電路，其特征在于包括基準電壓產生器1、三角波發生器2、比較器3和隔離傳輸光耦4，基準電壓產生器1的輸出端與三角波發生器2的輸入端相連接，三角波發生器2的輸出端與比較器3的一路輸入端相連接，比較器3的另一路輸入端與交流電壓平均值輸出電路相連接，比較器3的輸出端輸出方波電壓信號，隔離傳輸光耦4對方波電壓信號進行隔離傳遞。