[發(fā)明專利]一種用于PWM整流器的隔離電壓采樣電路

在審

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• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN109900947A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 張義兵;陳雙;王堅
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G01R15/22
• 分類號: G01R15/22;G01R19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種用于PWM整流器的隔離電壓采樣技術方案，包括電壓跟隨電路、隔離放大電路、電流?電壓轉換電路、箝位電路。該方案利用線性光耦實現(xiàn)隔離器件的輸出對輸入的快速跟隨，保證了的線性度和動態(tài)響應速度；采用兩級運放的模式，提高共模抑制比和抗干擾能力；設計工頻濾波電路消除自激振蕩，濾除毛刺信號，降低電路的輸出噪聲。該方案具有線性度好、精度高、溫漂小、抗干擾能力強的優(yōu)點，在基于PWM整流器的四象限逆變器中具有廣泛的市場前景和應用價值。

技術領域

本發(fā)明涉及電路技術領域，具體涉及一種用于PWM整流器的隔離電壓采樣電路

背景技術

脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation，PWM)整流器具有能量雙向流動，功率因數(shù)可調，電網(wǎng)側電流正弦和母線電壓可調的特點，并廣泛的應用在有源電力濾波、光伏發(fā)電、風力發(fā)電等領域。PWM整流器本身具有多變量、非線性、強耦合的特點，因此PWM整流器系統(tǒng)的動靜態(tài)性能很大程度上取決于其控制方法，而任何一種控制方式都需要對電路中的模擬信號進行采樣來確定系統(tǒng)的工作狀態(tài)，及時對系統(tǒng)進行相應的控制。但是在電壓采樣過程中，各種干擾信號會隨著被測信號進入控制系統(tǒng)中，從而使被測信號的采樣精度降低，造成采樣信號失真與控制失準。

發(fā)明內容

本發(fā)明為了解決各種干擾信號隨著被測信號進入到PWM整流器的控制系統(tǒng)中導致采樣精度低、容易造成采樣信號信號失真與控制失準的問題，提供了一種具有環(huán)路面積小、線性度好、溫漂小、精度高、抗干擾能力強的隔離電壓采樣電路。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：

一種用于PWM整流器的隔離電壓采樣電路是由電壓跟隨電路、隔離放大電路、電流-電壓轉換電路、箝位電路組成；

所述電壓跟隨電路由電阻R1、電阻R2、電阻R3、運算放大器U1組成。所述電壓跟隨電路中電阻R1一端連接待測電壓信號Vin，另一端與運算放大器的同相輸入端、電阻R2的一端連接；電阻R2一端連接運算放大器U1的同相輸入端、電阻R1，另一端與GND連接；運算放大器U1的反相輸入端通過電阻R3與運算放大器的輸出端相連，運算放大器的同相輸入端與電阻R1、電阻R2連接。

所述隔離放大電路由電阻R4、電阻R5電容C1、運算放大器U2、高精度線性模擬光電耦合器U3組成。所述電壓反饋電路中運算放大器U2的反相輸入端通過電容C1與運算放大器U2的輸出端連接；運算放大器U2的反相輸入端通過電阻R4與運算放大器U1的輸出端連接，運算放大器U2的同相輸入端連接GND。光電耦合器U3的1腳通過電阻R4與運算放大器U2輸出端連接，光電耦合器的2腳接+15V電源，光電耦合器U3的3腳與運算放大器U2的反相輸出端相連，光電耦合器的4腳連接GND，光電耦合器U3的5腳連接GND且與運算放大器U4的同相輸入端相連。

所述電流-電壓轉換電路由電阻R6、電阻R7、電容C2、運算放大器U4組成。所述電流-電壓轉換電路中運算放大器U4的反相輸入端連接光電耦合器U3的6腳，運算放大器U4的同相輸入端連接GND且與光電耦合器的5腳連接，運算放大器U4的反相輸入端分別通過電阻R3、電容C2與運算放大器U4的輸出端連接。

所述箝位電路包括電阻R8、二極管D1、二極管D2。所述箝位電路中電阻R8一端連接運算放大器U4輸出端，另一端連接二極管D1的陰極與D2的陽極；二極管D1陽極連接+3.3V電源，二極管D1陰極連接二極管D2陽極；二極管D2陽極連接GND。

本發(fā)明有這樣一些技術特征：

1、所述運算放大器U1、運算放大器U2、運算放大器U4為OPA4350UA。

2、所述光電耦合器U3為HCNR201。

3、所述二極管D1、二極管D2為肖特基二極管。