一種高頻除塵電源諧振電流的積分電路的製作方法

2023-09-15 06:27:40 3

一種高頻除塵電源諧振電流的積分電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高頻除塵電源諧振電流的積分電路，包括電流檢測電路、絕對值電路、光耦隔離電路、反相電路、積分電路、限幅濾波電路和積分開關電路，其中電流檢測電路、絕對值電路、光耦隔離電路、反相電路和積分電路依次相連，限幅濾波電路和積分開關電路均與積分電路相連。該電路原理簡單，抗幹擾能力強，能精準的反應測量值，線性度好，實用性強，易於實現。
【專利說明】一種高頻除塵電源諧振電流的積分電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高頻除塵電源諧振電流的積分電路。
【背景技術】
[0002]隨著科學與技術的進步和社會的發展，新型的高頻除塵電源應運而生，如何實現對電源的有效控制，必然離不開對電源信號的檢測，而由於高頻高壓電源的電場與磁場環境複雜，幹擾嚴重，目前常用的信號檢測電路已經很難達到對信號的檢測要求，抗幹擾能力弱，測量信號範圍小，很難適應高頻高壓電源的電場與磁場環境。

【發明內容】

[0003]針對現有的信號檢測電路不能適應高頻高壓電源的問題，本實用新型的目的是提供一種高頻除塵電源諧振電流的積分電路，該電路採用霍爾電流互感器採樣高頻諧振電流信號，通過並聯電阻將電流信號變換成電壓信號，模擬電路對高頻電壓信號進行處理，將交流信號取絕對值後進行光耦隔離處理，將模擬信號與數位訊號隔離，減少互相影響，再對信號進行取反並積分，並且積分是可控的，最後把經過濾波處理的信號送入DSP。本電路能對高頻除塵電源的諧振電流有效檢測。
[0004]本實用新型的目的採用以下技術方案實現:
[0005]一種高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特徵在於:該電路包括電流檢測電路、絕對值電路、光耦隔離電路、反相電路、積分電路、限幅濾波電路和積分開關電路，其中電流檢測電路、絕對值電路、光耦隔離電路、反相電路和積分電路依次相連，限幅濾波電路和積分開關電路均與積分電路相連。
[0006]所述的電流檢測電路中，霍爾電流互感器感應高頻諧振電流,並聯接入電阻Rl,將輸出側的感應電流變換為電壓，通過並聯電容Cl和瞬態抑制二極體Tl減少幹擾信號對電路的影響。
[0007]所述的絕對值電路包括:運算放大器Ul1、U12、電阻R2-R10、二極體Dl、D2、電容C2，其中:電阻R2與運算放大器Ull負相相連，電阻R3與運算放大器Ull正相相連，運算放大器Ull負相與輸出端並聯二極體D1，二極體D2接運算放大器Ull的輸出端，電阻R4、R5串聯，並聯在運算放大器Ull的負相與二極體D2陽極之間，電阻R7串接在二極體D2陽極與運算放大器U12負相之間，電阻R8、R9串聯後與電容C2並聯，同時並聯在運算放大器U12負相與輸出端之間，電阻R6並接在運算放大器U12負相與電阻R2輸入端之間，運算放大器U12正相接電阻R10，同時電阻RlO另一端接模擬地。通過調節電阻R5、R8實現對絕對值電路的微調，此絕對值電路能不失真的對高頻電壓信號取絕對值。
[0008]所述的光耦隔離電路包括:運算放大器U21、U41、光耦U3、電阻R11-R13和電容C13，其中:電阻Rll與運算放大器U21負相連接，電容C3並聯在運算放大器U21的負相與輸出端之間，電阻R12連接運算放大器U21輸出端與光耦U3的I號引腳，運算放大器U21負相接模擬地，電容C4與電阻R13並聯後接在運算放大器U41輸出端與負相之間，光耦U3的5腳與運算放大器U41的負相接數字地，實現模擬信號與數位訊號的隔離，減少了信號幹擾。
[0009]所述的反相電路包括:運算放大器U51、電阻R14-R17和電容C5-C7，其中:電阻R14與運算放大器U51負相相連，電阻R16、R17串聯後與電容C5並聯，並接在運算放大器U51負相與輸出端之間，其中電阻R17可以對運算放大器的放大倍數實現微調，電容C5起到降噪的作用，電阻R15與運算放大器U51正相相連後接數字地，電容C6與C7分別於運算放大器U51的供電端相連，然後再與數字地相連，起到濾波的作用，本電路實現對信號的取反。
[0010]所述的積分電路包括:運算放大器U52、電阻R18、R19和電容C8，其中:電阻R18與運算放大器U52的負相相連，電阻R19與運算放大器U52的正相相連，電容CS連接在運算放大器U52的負相與輸出端之間,對信號進行積分。
[0011]所述的限幅濾波電路包括:電阻R20、電容C9、穩壓二極體D3，其中:電容C9與穩壓二極體D3並聯後一端與電阻R20輸出端連接，另一端接數字地，電阻R20將運算放大器U52輸出的信號輸送給DSP處理，其中穩壓二極體D3起到穩壓的作用，將輸出的電壓信號維持在一定範圍內，電阻R20與電容C9組成低通濾波電路，對信號進行濾波處理。
[0012]所述的積分開關電路包括:電阻R21-R24、電容C10、穩壓二極體D4、電子開關U6和光耦U7，其中:來自DSP的控制信號經過電阻R24送給光耦U7的4腳，電阻R22與穩壓二極體D4串聯構成鉗位電路，並與電子開關U6的5腳和光耦U7的7、8兩腳相連，同時連接電容ClO進行濾波處理，電阻R23連接在電子開關U6的4腳和光耦U7的7腳之間，同時電子開關U6的4腳和光耦U7的6腳短路，電子開關U6的1、2兩腳並聯在電容CS上，實現對積分電路的開關。
[0013]本實用新型過程如下:首先由電流檢測電路將諧振電流信號轉化成電壓信號，同時由絕對值電路對電壓信號取絕對值，並經光耦隔離電路進行隔離處理，再由反相電路對信號取反，取反後再由積分電路對信號進行積分，最後經過限幅濾波電路送往DSP處理，而積分電路由積分開關電路進行控制。
[0014]與現在技術相比，本實用新型具有以下有益效果:第一、用模擬電路對高頻高壓電源的諧振電流進行處理，電路簡單，易於實現；第二、通過電路處理可以實現交流信號前後兩個半波的積分比較；第三、通過模擬信號與數位訊號的隔離，大大的減少了外部的幹擾，增加檢測信號的實用性；第四、積分後的電壓信號經過限幅濾波電路可直接送給DSP處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結構框圖。
[0016]圖2是本實用新型的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖1和圖2對本實用新型的實施例做詳細說明:
[0018]如圖1所示，本實施例包括:電流檢測電路1、絕對值電路2、光耦隔離電路3、反相電路4、積分電路5、限幅濾波電路6、積分開關電路7。其中電流檢測電路、絕對值電路、光耦隔離電路、反相電路和積分電路依次相連，限幅濾波電路和積分開關電路均與積分電路相連。
[0019]電流檢測電路中，霍爾電流互感器CT (型號LT308-S7)感應高頻高壓電源一次側的電流I，並聯電阻Rl將感應電流變換成電壓，再並聯電容Cl和瞬態抑制二極體Tl，電容Cl主要起到濾波降噪的作用，瞬態抑制二極體Tl可以有效地保護電子線路中的精密元器件，免受各種浪湧脈衝的損壞。
[0020]絕對值電路中，電阻R2與運算放大器Ull (型號AD8034)負相相連，電阻R3與運算放大器Ull正相相連，運算放大器Ull負相與輸出端並聯二極體D1，二極體D2接運算放大器Ull的輸出端，電阻R4、R5串聯，並聯在運算放大器Ull的負相與二極體D2陽極之間，電阻R7串接在二極體D2陽極與運算放大器U12 (型號AD8034)負相之間，電阻R8、R9串聯後與電容C2並聯，同時並聯在運算放大器U12負相與輸出端之間，電阻R6並接在運算放大器U12負相與電阻R2輸入端之間，運算放大器U12正相接電阻R10，同時RlO接模擬地。通過調節電阻R5、R8實現對絕對值電路的微調，此絕對值電路能夠不失真的對高頻電壓信號取絕對值。
[0021]光耦隔離電路中，電阻Rll與運算放大器U21 (型號AD8034)負相連接，電容C3並聯在運算放大器U21的負相與輸出端之間，電阻R12連接運算放大器U21輸出端與光耦U3(型號HCNR201)的I號引腳，運算放大器U21負相接模擬地，電容C4與電阻R13並聯後接在運算放大器U41 (型號AD8034)輸出端與負相之間，光耦U3的5腳與運算放大器U41的負相接數字地，實現模擬信號與數位訊號的隔離，減少了信號幹擾。
[0022]反相電路中，電阻R14與運算放大器U51 (型號AD8034)負相相連，電阻R16、R17串聯後與電容C5並聯，並接在運算放大器U51負相與輸出端之間，其中電阻R17可以對運算放大器的放大倍數實現微調，電容C5起到降噪的作用，電阻R15與運算放大器U51正相相連後接數字地，電容C6、C7分別於運算放大器U51的供電端相連，然後再與數字地相連，起到濾波的作用，本電路實現對信號的取反。
[0023]積分電路中，電阻R18與運算放大器U52 (型號AD8034)的負相相連，電阻R19與運算放大器U52的正相相連，電容C8連接在運算放大器U52的負相與輸出端之間，對信號進行積分。
[0024]限幅濾波電路中，電容C9與穩壓二極體D3 (穩壓值5V)並聯後一端與電阻R20輸出端連接，另一端接數字地，電阻R20將運算放大器U52輸出的信號輸送給DSP處理，其中穩壓管D3將電壓限幅在5V以內，電阻R20與電容C9組成低通濾波電路，對信號進行濾波處理。
[0025]積分開關電路中，來自DSP的控制信號經過電阻R24送給光耦U7(型號HCPL-600)的4腳，電阻R22與穩壓二極體D4 (穩壓值5V)串聯構成鉗位電路，並與開關U6 (型號MAX4626)的5腳和光耦U7的7、8兩腳相連，同時連接電容ClO進行濾波處理，電阻R23連接在開關U6的4腳和光耦U7的7腳之間，同時開關U6的4腳和光耦U7的6腳短路，開關U6的1、2兩腳並聯在電容CS上，實現對積分電路的開關。
[0026]本實用新型首先由電流檢測電路將諧振電流信號轉化成電壓信號，同時由絕對值電路對電壓信號取絕對值，並經光耦隔離電路進行隔離處理，再由反相電路對信號取反，取反後再由積分電路對信號進行積分，最後經過限幅濾波電路送往DSP處理，而積分電路由積分開關電路進行控制。為了減少電路間的相互幹擾，本電路採用了不同的電源供電，同時，模擬地與數字地分開，其中V1、V2的大小都為12V，UlA與U1B、U5A與U5B分別集成在一個晶片中，米用同一個電源給晶片供電。
【權利要求】
1.一種高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特徵在於:該電路包括電流檢測電路(1)、絕對值電路(2)、光耦隔離電路(3)、反相電路(4)、積分電路(5)、限幅濾波電路(6)和積分開關電路(7)，其中電流檢測電路(I)、絕對值電路(2)、光耦隔離電路(3)、反相電路(4)和積分電路(5)依次相連，限幅濾波電路(6)和積分開關電路(7)均與積分電路(5)相連。
2.根據權利要求1所述的高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特徵在於:所述的電流檢測電路(I)中,霍爾電流互感器感應高頻諧振電流,並聯接入電阻Rl、濾波電容Cl、瞬態抑制二極體TI，並聯電阻Rl將輸出側的感應電流變換成電壓信號，霍爾電流互感器的負相接模擬地，精確反應原邊電流的電流變化。
3.根據權利要求1所述的高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特徵在於:所述的絕對值電路(2)包括:運算放大器(Ull、U12)、電阻(R2-R10)、二極體(Dl、D2)、電容(C2)，其中:電阻R2與運算放大器Ull負相相連，電阻R3與運算放大器Ull正相相連，運算放大器Ull負相與輸出端並聯二極體D1，二極體D2接運算放大器Ull的輸出端，電阻R4、R5串聯，並聯在運算放大器Ull的負相與二極體D2陽極之間，電阻R7串接在二極體D2陽極與二極體U12負相之間，電阻R8、R9串聯後與電容C2並聯，同時並聯在運算放大器U12負相與輸出端之間，電阻R6並接在運算放大器U12負相與電阻R2輸入端之間，運算放大器U12正相接電阻R10，同時電阻RlO另一端接模擬地；通過調節電阻R5、R8實現對絕對值電路的微調。
4.根據權利要求1所述的高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特徵在於:所述的光耦隔離電路(3)包括:運算放大器(U21、U41)、光耦(U3)、電阻(R11-R13)和電容(C13)其中:電阻Rll與運算放大器U21負相連接，電容C3並聯在運算放大器U21的負相與輸出端之間，電阻R12連接運算放大器U21輸出端與光耦U3的I號引腳，運算放大器U21負相接模擬地，電容C4與電阻R13並聯後接在運算放大器U41輸出端與負相之間，光耦U3的5腳與運算放大器U41的負相接數字地，實現模擬信號與數位訊號的隔離，減少了信號幹擾。
5.根據權利要求1所述的高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特徵在於:所述的反相電路(4)包括:運算放大器(U51)、電阻(R14-R17)和電容(C5-C7)，其中:電阻R14與運算放大器U51負相相連，電阻R16、R17串聯後與電容C5並聯，並接在運算放大器U51負相與輸出端之間，其中電阻R17對運算放大器的放大倍數實現微調，電容C5起到降噪的作用，電阻R15與運算放大器U51正相相連後接數字地，電容C6、C7分別於運算放大器U51的供電端相連，然後再與數字地相連，起到濾波的作用，實現對信號的取反。
6.根據權利要求1所述的高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特徵在於:所述的積分電路(5)包括:運算放大器(U52)、電阻(R18、R19)和電容(C8)，其中:電阻R18與運算放大器U52的負相相連，電阻R19與運算放大器U52的正相相連，電容CS連接在運算放大器U52的負相與輸出端之間,對信號進行積分。
7.根據權利要求1所述的高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特徵在於:所述的限幅濾波電路(6)包括:電阻(R20)、電容(C9)、穩壓二極體(D3)，其中:電容C9與穩壓二極體D3並聯後一端與電阻R20輸出端連接，另一端接數字地，電阻R20將運算放大電路U52輸出的信號輸送給DSP處理，其中穩壓二極體D3起到限幅的作用，將輸出的電壓信號維持在一定範圍內，電阻R20與電容C9組成低通濾波電路，對信號進行濾波處理，使信號更加平滑。
8.根據權利要求1所述的高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特徵在於:所述的積分開關電路(7)包括:電阻(R21-R24)、電容(CIO)、穩壓二極體(D4)、電子開關(U6)和光耦(U7)，其中:來自DSP的控制信號經過電阻(R24)送給光耦(U7)的4腳，電阻(R22)與穩壓二極體(D4)串聯構成鉗位電路，並與電子開關(U6)的5腳和光耦(U7)的7、8兩腳相連，同時連接電容(ClO)進行濾波處理，電阻(R23)連接在電子開關(U6)的4腳和光耦(U7)的7腳之間，同時電子開關(U6)的4腳和光耦(U 7)的6腳短路，電子開關(U6)的1、2兩腳並聯在電容(CS )上，實現對積分電路的開關。
【文檔編號】G01R15/00GK203672964SQ201420045641
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】陳 峰, 曾慶軍, 張磊, 孫國平 申請人:鎮江天力變壓器有限公司