一種新型隔離電壓採集電路的製作方法
2023-10-10 13:42:24 2
一種新型隔離電壓採集電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型隔離電壓採集電路，屬於隔離電壓採集技術領域，包括電阻式分壓電路單元、隔離電路單元和模數轉換電路單元，實現了一種低功耗、高精度、高穩定性和所佔空間小的新型隔離電壓採集電路，並通過I2C將所採集數據傳輸至CPU，佔用CPU的埠少，性能可靠。
【專利說明】
一種新型隔離電壓採集電路
技術領域
[0001 ]本實用新型屬於隔離電壓採集技術領域。
【背景技術】
[0002]在電子和自動化技術運用中，在涉及到電壓模擬量信號採集，尤其是大電壓採集時，常常需要藉助專用的電壓傳感器將所需採集的模擬量信號轉換為次一級的小電壓信號，再經由電阻、運算放大器等電子器件構成的信號調理電路處理後供給後級CPU使用。
[0003]此類技術方案所採用的電壓傳感器通常具有體積較大，功耗較大的特點;此外，後續的信號調理電路較為複雜，精度不易控制，在PCB板上所佔需空間較大。這對電子系統提出了額外的需求，不適合應用於對空間、功耗要求較高的場合。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種新型隔離電壓採集電路，實現了一種低功耗、高精度、高穩定性和所佔空間小的新型隔離電壓採集電路，並通過I2C將所採集數據傳輸至CPU，佔用CPU的埠少，性能可靠。
[0005]為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案:
[0006]—種新型隔離電壓採集電路，包括電阻式分壓電路單元、隔離電路單元和模數轉換電路單元，
[0007]電阻式分壓電路單元包括電阻Rl、電阻R2和TVS管TVSl，電阻Rl的I腳為電壓模擬量正信號輸入端；
[0008]隔離電路單元包括隔離晶片Ul、電容Cl和電容C2，隔離晶片Ul的4腳為電壓模擬量負信號輸入端，隔離晶片Ul的4腳還連接地線GNDl，電阻Rl通過並聯連接的電阻R2和TVS管TVSl連接隔離晶片Ul的4腳，隔離晶片Ul的I腳通過電容Cl連接地線GNDl，隔離晶片Ul的I腳還連接正電源VDDl，電阻Rl的2腳還連接隔離晶片Ul的2腳，隔離晶片Ul的8腳連接正電源VDD2，隔離晶片Ul的8腳還通過電容C2連接地線GND2，隔離晶片Ul的5腳連接地線GND2，隔離晶片Ul的3腳連接地線GNDl ；
[0009]模數轉換電路單元包括數模轉換晶片U2，電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C3、電容C4、電容C5和電容C7，隔離晶片Ul的6腳和7腳分別通過電阻R4和電阻R3連接數模轉換晶片U2的5腳和4腳，數模轉換晶片U2的5腳和4腳之間還連接有電容C4，數模轉換晶片U2的4腳還通過電容C3連接地線GND2，數模轉換晶片U2的5腳還通過電容C5連接地線GND2，數模轉換晶片U2的I腳連接地線GND2，數模轉換晶片U2的9腳、10腳和2腳分別通過電阻R7、電阻R6和電阻R5連接正電源VDD2，數模轉換晶片U2的8腳連接正電源VDD2，數模轉換晶片U2的8腳還通過電容C6連接地線GND2;
[0010]數模轉換晶片U2的9腳和10腳組成了電壓數字量信號的輸出端。
[0011]所述正電源VDDl與所述地線GNDl在同一迴路中，所述正電源VDD2與所述地線GND2在同一迴路中。
[0012]本實用新型的目的是提供一種新型隔離電壓採集電路，採用先對採集到的電壓模擬量信號進行隔離傳輸處理，然後在進行AD轉換處理，最後將處理後的電壓信號通過I2C總線輸出給CPU的技術方案，實現了一種低功耗、高精度、高穩定性和所佔空間小的新型隔離電壓採集電路，並通過I2C將所採集數據傳輸至CPU，佔用CPU的埠少，性能可靠。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的硬體原理圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示的一種新型隔離電壓採集電路，包括電阻式分壓電路單元、隔離電路單元和模數轉換電路單元，
[0015]電阻式分壓電路單元包括電阻Rl、電阻R2和TVS管TVSl，電阻Rl的I腳為電壓模擬量正信號輸入端；
[0016]隔咼電路單兀包括隔咼晶片Ul、電容Cl和電容C2，隔咼晶片Ul的4腳為電壓模擬量負信號輸入端，隔離晶片Ul的4腳還連接地線GNDl，電阻Rl通過並聯連接的電阻R2和TVS管TVSl連接隔離晶片Ul的4腳，隔離晶片Ul的I腳通過電容Cl連接地線GNDl，隔離晶片Ul的I腳還連接正電源VDDl，電阻Rl的2腳還連接隔離晶片Ul的2腳，隔離晶片Ul的8腳連接正電源VDD2，隔離晶片Ul的8腳還通過電容C2連接地線GND2，隔離晶片Ul的5腳連接地線GND2，隔離晶片Ul的3腳連接地線GNDl ；
[0017]模數轉換電路單元包括數模轉換晶片U2，電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C3、電容C4、電容C5和電容C7，隔離晶片Ul的6腳和7腳分別通過電阻R4和電阻R3連接數模轉換晶片U2的5腳和4腳，數模轉換晶片U2的5腳和4腳之間還連接有電容C4，數模轉換晶片U2的4腳還通過電容C3連接地線GND2，數模轉換晶片U2的5腳還通過電容C5連接地線GND2，數模轉換晶片U2的I腳連接地線GND2，數模轉換晶片U2的9腳、10腳和2腳分別通過電阻R7、電阻R6和電阻R5連接正電源VDD2，數模轉換晶片U2的8腳連接正電源VDD2，數模轉換晶片U2的8腳還通過電容C6連接地線GND2;
[0018]數模轉換晶片U2的9腳和10腳組成了電壓數字量信號的輸出端。
[0019]所述正電源VDDl與所述地線GNDl在同一迴路中，所述正電源VDD2與所述地線GND2在同一迴路中。
[0020]工作時，電壓模擬量信號通過電阻式分壓電路單元進入隔離電路單元，電阻式分壓電路單元用於對所採集的高壓信號實行分壓以匹配隔離電路單元的輸入要求，並保護後級電路；隔離電路單元用於將輸入高壓信號按照一定比例轉換次低壓信號，實現高低壓信號的隔離，以保證系統的安全性;隔離電路單元對電壓模擬量信號進行隔離處理後，輸出隔離電壓模擬量信號，並將隔離電壓模擬量信號傳輸給模數轉換電路單元，模數轉換電路單元用於實現將隔離電壓模擬量信號進行AD處理後，通過I2C總線傳輸給後級CPU使用。
[0021]本實用新型的目的是提供一種新型隔離電壓採集電路，採用先對採集到的電壓模擬量信號進行隔離傳輸處理，然後在進行AD轉換處理，最後將處理後的電壓信號通過I2C總線輸出給CPU的技術方案，實現了一種低功耗、高精度、高穩定性和所佔空間小的新型隔離電壓採集電路，並通過I2C將所採集數據傳輸至CPU，佔用CPU的埠少，性能可靠。
【主權項】
1.一種新型隔離電壓採集電路，其特徵在於:包括電阻式分壓電路單元、隔離電路單元和模數轉換電路單元， 電阻式分壓電路單元包括電阻Rl、電阻R2和TVS管TVSl，電阻Rl的I腳為電壓模擬量正信號輸入端； 隔咼電路單兀包括隔咼晶片Ul、電容Cl和電容C2，隔咼晶片Ul的4腳為電壓模擬量負信號輸入端，隔離晶片Ul的4腳還連接地線GNDl，電阻Rl通過並聯連接的電阻R2和TVS管TVSl連接隔離晶片Ul的4腳，隔離晶片Ul的I腳通過電容Cl連接地線GNDl，隔離晶片Ul的I腳還連接正電源VDDl，電阻Rl的2腳還連接隔離晶片Ul的2腳，隔離晶片Ul的8腳連接正電源VDD2，隔離晶片Ul的8腳還通過電容C2連接地線GND2，隔離晶片Ul的5腳連接地線GND2，隔離晶片Ul的3腳連接地線GNDl; 模數轉換電路單元包括數模轉換晶片U2，電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C3、電容C4、電容C5和電容C7，隔離晶片Ul的6腳和7腳分別通過電阻R4和電阻R3連接數模轉換晶片U2的5腳和4腳，數模轉換晶片U2的5腳和4腳之間還連接有電容C4，數模轉換晶片U2的4腳還通過電容C3連接地線GND2，數模轉換晶片U2的5腳還通過電容C5連接地線GND2，數模轉換晶片U2的I腳連接地線GND2，數模轉換晶片U2的9腳、10腳和2腳分別通過電阻R7、電阻R6和電阻R5連接正電源VDD2，數模轉換晶片U2的8腳連接正電源VDD2，數模轉換晶片U2的8腳還通過電容C6連接地線GND2 ； 數模轉換晶片U2的9腳和10腳組成了電壓數字量信號的輸出端。2.如權利要求1所述的一種新型隔離電壓採集電路，其特徵在於:所述正電源VDDl與所述地線GNDl在同一迴路中，所述正電源VDD2與所述地線GND2在同一迴路中。
【文檔編號】G01R19/25GK205691659SQ201620632689
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月23日 公開號201620632689.4, CN 201620632689, CN 205691659 U, CN 205691659U, CN-U-205691659, CN201620632689, CN201620632689.4, CN205691659 U, CN205691659U
【發明人】陸正華, 陳方良, 遊海
【申請人】南京華士電子科技有限公司