[發(fā)明專利]雙極性直流高壓隔離采樣電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210148974.9
• 申請日: 2022-02-18
• 公開（公告）號: CN114487584B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設計）人: 李波;肖金水;張信;丁明軍;趙娟;馬勛;李洪濤;馮元偉;黃宇鵬;康傳會
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R15/06;G01R15/24
• 代理公司: 成都四合天行知識產(chǎn)權代理有限公司 51274
• 代理人: 郭受剛

1.雙極性直流高壓隔離采樣電路，其特征在于，包括正負高壓采樣單元、正負雙極性電壓轉換單元、變壓器耦合隔離供電單元、光纖隔離傳輸單元及電壓還原單元，所述正負高壓采樣單元、正負雙極性電壓轉換單元、光纖隔離傳輸單元及電壓還原單元依次連接，變壓器耦合隔離供電單元與正負雙極性電壓轉換單元和光纖隔離傳輸單元連接；

正負高壓采樣單元，用于對正高壓和/或負高壓進行采樣，并將采樣信號發(fā)送至正負雙極性電壓轉換單元；

正負雙極性電壓轉換單元，用于將采樣信號轉換為高頻數(shù)字信號并發(fā)送至光纖隔離傳輸單元；

光纖隔離傳輸單元，用于實現(xiàn)高頻數(shù)字信號隔離傳輸；

電壓還原單元，用于將輸入的高頻數(shù)字信號轉換為直流電壓；

變壓器耦合隔離供電單元，用于實現(xiàn)輸入地與高壓地之間的電氣隔離，并將輸入直流電壓轉換成正負雙極性電壓轉換單元的直流供電電壓和光纖隔離傳輸單元的直流供電電壓；

所述正負高壓采樣單元設有兩路采樣通道分別對正高壓和負高壓采樣，所述正負雙極性電壓轉換單元設有兩路轉換通道分別對正高壓采樣信號和負高壓采樣信號進行轉換，所述光纖隔離傳輸單元設有兩路傳輸通道分別對正高壓采樣信號轉換的高頻數(shù)字信號和負高壓采樣信號轉換的高頻數(shù)字信號進行傳輸，所述電壓還原單元設有兩路還原通道分別對正高壓采樣信號轉換的高頻數(shù)字信號和負高壓采樣信號轉換的高頻數(shù)字信號進行還原；

所述正負高壓采樣單元的兩路采樣通道分別為正高壓采樣電路和負高壓采樣電路，所述正高壓采樣電路和負高壓采樣電路均包括第一并聯(lián)支路及與第一并聯(lián)支路串聯(lián)的第二并聯(lián)支路，所述第一并聯(lián)支路相對連接第二并聯(lián)支路端的另一端作為采樣端，所述第二并聯(lián)支路相對連接第一并聯(lián)支路端的另一端作為接地端，第一并聯(lián)支路與第二并聯(lián)支路之間的線路上設有連接正負雙極性電壓轉換單元的采樣信號輸出端；所述第一并聯(lián)支路包括電阻器及與電阻器并聯(lián)的電容器，所述第二并聯(lián)支路包括電阻器及與電阻器并聯(lián)的電容器和瞬態(tài)電壓抑制二極管；所述正高壓采樣電路構成阻容分壓電路對正高壓進行采樣，所述負高壓采樣電路構成阻容分壓電路對負高壓進行采樣；

所述變壓器耦合隔離供電單元包括DC/DC模塊、PWM芯片、第二驅動電路、全橋逆變電路、隔離變壓器、整流濾波電路、電荷泵及穩(wěn)壓三端，所述DC/DC模塊與PWM芯片、第二驅動電路及全橋逆變電路連接，所述PWM芯片、第二驅動電路、全橋逆變電路、隔離變壓器及整流濾波電路依次連接，所述電荷泵和穩(wěn)壓三端均與整流濾波電路連接，所述變壓器耦合隔離供電單元通過其電荷泵與正負雙極性電壓轉換單元連接，變壓器耦合隔離供電單元通過其穩(wěn)壓三端與光纖隔離傳輸單元連接，其中：

DC/DC模塊，用于輸入直流電壓并轉換成PWM芯片、第二驅動電路及全橋逆變電路供電直流電壓；

PWM芯片，用于產(chǎn)生脈沖信號；

第二驅動電路，用于接收脈沖信號并提高脈沖信號驅動能力后發(fā)送至全橋逆變電路；

全橋逆變電路，用于接收經(jīng)第二驅動電路提高驅動能力的脈沖信號并產(chǎn)生交流信號；

隔離變壓器，用于將交流信號傳輸至整流濾波電路，并實現(xiàn)輸入地與高壓地之間電氣隔離；

整流濾波電路，用于將接收隔離變壓器輸出的交流信號轉換成直流供電電壓，并發(fā)送至電荷泵和穩(wěn)壓三端；

電荷泵，用于將接收的直流電壓轉換成正負雙極性電壓轉換單元的直流供電電壓；

穩(wěn)壓三端，用于將接收的直流電壓轉換成光纖隔離傳輸單元的直流供電電壓。

2.根據(jù)權利要求1所述的雙極性直流高壓隔離采樣電路，其特征在于，所述正負雙極性電壓轉換單元的兩路轉換通道采用兩路電壓頻率轉換電路實現(xiàn)，所述電壓頻率轉換電路用于將采樣信號轉換成設定電壓幅度和設定頻率的高頻數(shù)字信號。