[發明專利]一種高精度高動態隔離型電壓變送器

在審

• 申請號: 202011256332.8
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112526200A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 馮廣義;張巨龍;潘亞菲;趙盼;李寧斌
• 申請（專利權）人: 西安愛科賽博電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R15/24
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

1.一種高精度高動態隔離型電壓變送器，其特征在于：

包括隔離供電單元，以及依次電連接的電阻分壓單元、信號調理單元、AD轉換單元、數字轉換單元、數字隔離單元和數字信號解析單元；

所述隔離供電單元用于向信號調理單元、AD轉換單元、數字轉換單元、數字隔離單元及數字信號解析單元供電；

所述電阻分壓單元用于將輸入的電壓等比例縮小，并傳輸至信號調理單元；

所述信號調理單元用于對縮小后的電壓信號進行調理，得到與AD轉換單元匹配的電壓信號，并傳輸至AD轉換單元；

所述AD轉換單元用于將接收的電壓信號轉換為數字信號，并傳輸至數字轉換單元；

所述數字轉換單元用于將接收的數字信號轉換為高速串行數字信號，并傳輸至數字隔離單元；

所述數字隔離單元用于將接收的高速串行數字信號轉換為數字光信號進行傳輸，再將數字光信號轉換為數字電信號，并傳輸至數字信號解析單元；

所述數字信號解析單元用于對接收的數字電信號進行解析，并輸出供用戶直接使用。

2.根據權利要求1所述的高精度高動態隔離型電壓變送器，其特征在于：

所述電阻分壓單元包括多個串行連接的電阻器，電阻分壓單元取其中一個電阻器上的電壓值，以差分方式傳輸至信號調理單元；

所述信號調理單元為儀用運算放大器構成的信號調理電路；

所述AD轉換單元包括AD轉換器和電壓基準，所述電壓基準為AD轉換器提供電壓參考基準；

所述數字隔離單元包括光纖驅動器、光纖發送器、光纜以及光纖接收器；所述光纖驅動器的輸入端連接數字轉換單元的輸出端，光纖驅動器的輸出端連接光纖發送器的輸入端，光纖發送器的輸出端通過光纜連接光纖接收器的輸入端，光纖接收器的輸出端連接數字信號解析單元的輸入端；

所述數字信號解析單元將接收的數字電信號解析復原后，以標準SPI接口的形式輸出。

3.根據權利要求2所述的高精度高動態隔離型電壓變送器，其特征在于：

所述電阻分壓單元的輸入電壓大于1000V，所述電阻器的數量大于等于7。

4.根據權利要求2所述的高精度高動態隔離型電壓變送器，其特征在于：

所述電阻器的精度誤差不大于0.1％，且溫漂為-5～5ppm/℃；

所述儀用運算放大器的電壓失調不大于25uV，失調漂移不大于0.3uv/℃，偏置電流不大于0.4nA，壓擺率不小于2V/us，帶寬不小于800kHz，共模抑制比不小于90dB；

所述AD轉換器的分辨率不小于18位，信噪比不小于95dB、轉換速率不小于1Msps；

所述電壓基準的精度誤差不大于0.02％，且溫漂不大于1ppm/℃。

5.根據權利要求4所述的高精度高動態隔離型電壓變送器，其特征在于：

所述數字轉換單元進行串行數字通訊的波特率不低于30Mbps；

所述光纖驅動器、光纖發送器、光纜以及光纖接收器所承載信號的波特率均不低于50Mbps。

6.根據權利要求1至5任一所述的高精度高動態隔離型電壓變送器，其特征在于：

所述隔離供電單元包括相互隔離的兩組輸出，一組為信號調理單元、AD轉換單元、數字轉換單元及數字隔離單元供電；另一組為數字隔離單元及數字信號解析單元供電。