一種集中蓄電池式應急電源用逆變器直流電壓採樣電路的製作方法
2023-11-01 15:04:52
本發明涉及應急電源技術領域，具體涉及一種集中蓄電池式應急電源用逆變器直流電壓採樣電路。
背景技術：
集中蓄電池式應急電源作為常規電氣設備在建築電氣、工業行業中有廣泛應用，特別在一些經濟發達地區如蘇州、廈門等地，已經將集中蓄電池式應急電源作為常規建築電氣，設計在建築電氣設計圖紙中，國家為應急電源產品制定了一系列標準，如：gb16806－2006《消防聯動控制系統》、gb17945-2010《消防應急照明和疏散指示系統》、jg/t371-2012《集中式蓄電池應急電源裝置》等，這些產品標準有力的推動應急電源發展與應用。應急電源作為一種備用電源，一般廣泛應用於地鐵、商場、醫院、政務中心、高層建築等場所，主要用於消防設備使用，基於應急電源的用途，應急電源的安裝場所通常在地下室、配電室、強電井等地方。
現在各行業重要環節都設計有集中蓄電池式應急供電系統，集中蓄電池式應急電源採用逆變技術，將蓄電池的直流電能逆變成交流電能，提供給交流應急負荷如：應急照明燈、疏散指示燈具和消防泵等使用。
蓄電池是應急電能的來源，蓄電池的質量直接影響到應急功能，蓄電池保護工作是應急電源設計的重要方面，蓄電池放電截止電壓是保護蓄電池的重要手段，如果蓄電池過度放電將對蓄電池產生損害，蓄電池直流電壓採集技術準確程度直接影響到蓄電池的保護。
蓄電池直流電壓採集一般是將高電壓通過信號調理電路,調製成5v以下採樣信號,集中蓄電池式應急電源主要採用spwm調製波逆變技術，逆變過程將產生大量的諧波，雖然經過濾波過程，但是，電源主機內部的電氣環境較為惡劣,諧波直接影響到採樣信號，這就降低了數據的正確性，無法保證採樣數據的正確性。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發明提供了一種集中蓄電池式應急電源用逆變器直流電壓採樣電路，該直流電壓採樣電路對採樣電壓信號進行電壓頻率的轉換，由於頻率信號受到外部環境因素的影響較小，能有效地排除直流電壓信號傳輸過程中受到的幹擾，從而確保信號採集傳輸過程中的準確性和可靠性，具有較高的實用價值和較廣泛的應用前景。
本發明解決技術問題採用如下技術方案：
一種集中蓄電池式應急電源用逆變器直流電壓採樣電路，包括壓頻轉換晶片、固定值電阻電容、可調節電路、低通濾波器電路、信號供電電源；
所述壓頻轉換晶片具有八個引腳，分別為第一引腳、第二引腳、第三引腳、第四引腳、第五引腳、第六引腳、第七引腳、第八引腳，所述壓頻轉換晶片用於將採集的電壓信號轉換為頻率信號；
所述固定值電阻電容包括第一電阻、第二電阻、第一電容、第二電容；所述固定值電阻電容用於使輸出的頻率與輸入的電壓之間成正比，實現線性變換，且直接影響轉換的頻率精度，可以根據轉換精度適當選擇合適規格參數的電阻電容；
所述可調節電路由固定值電阻和可調節電阻組成；所述可調節電路可調節電路增益，即電壓和頻率之間的線性比例關係；
所述低通濾波器由第三電阻和第三電容構成，用於減少輸入電壓的幹擾脈衝，得到較為穩定的輸出脈衝；
所述第一引腳通過第一電阻接入輸入電壓信號；所述第一電容一端接地，另一端接第一引腳；所述第二電阻一端接信號供電電源，另一端與第二電容一端連接並接入第二引腳，所述第二電容的另一端接地；所固定電阻與可調節電阻串聯，固定電阻一端接第三引腳，可調節電阻一端接地；第三電阻一端與第三電容一端相連並接入第四、第六引腳，第三電阻另一端與第三電容另一端相連接地；所述第七引腳接信號供電電源，第八引腳接地；所述第五引腳輸出調製後的頻率信號。
優選地，所述壓頻轉換晶片為lm331壓頻轉換器。
優選地，所述信號供電電源電壓為+9v。
優選地，所述固定電阻阻值10kω，可調節電阻最大值為15kω。。
優選地，所述輸入電壓v與輸出頻率f間的關係式為f=v×rs/(2.09×r1×r2×c2)，上式中rs為可調節電路的總電阻，r1為第一電阻的阻值，r2為第二電阻的阻值，c2為第二電容的電容值。
優選地，所述輸出頻率信號，根據f和v的線性比例關係，反向進行數據處理，就可以得到採集的直流電壓信號。
優選地，輸出的頻率信號為矩形波。
與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
（1）本發明的一種集中蓄電池式應急電源用逆變器直流電壓採樣電路採用壓頻轉換晶片，將電壓信號轉化為頻率信號，並通過濾波電路對信號進行處理，減少了幹擾脈衝的影響，避免了現有技術中逆變過程將產生大量的諧波，以及由於電源主機內部的電氣環境較為惡劣,諧波直接影響到採樣信號，降低了數據的正確性，無法保證採樣數據的正確性等問題；本發明可有保證最終獲得高質量直流電壓信號，確保直流電壓採集的準確性和可靠性。
（2）本發明的一種集中蓄電池式應急電源用逆變器直流電壓採樣電路對採樣電壓信號進行電壓頻率的轉換，由於頻率信號受到外部環境因素的影響較小，能有效地排除直流電壓信號傳輸過程中受到的幹擾，從而確保信號採集傳輸過程中的準確性和可靠性，具有較高的實用價值和較廣泛的應用前景。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯：
圖1為本發明的一種集中蓄電池式應急電源用逆變器直流電壓採樣電路示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
如圖1所示，本實施例中提供了一種集中蓄電池式應急電源用逆變器直流電壓採樣電路，包括：
壓頻轉換晶片1、固定值電阻電容、可調節電路、低通濾波器電路、信號供電電源10；
所述壓頻轉換晶片具有八個引腳，分別為第一引腳11、第二引腳12、第三引腳13、第四引腳14、第五引腳15、第六引腳16、第七引腳17、第八引腳18，所述壓頻轉換晶片1用於將採集的電壓信號轉換為頻率信號；
所述固定值電阻電容包括第一電阻2、第二電阻3、第一電容4、第二電容5；所述固定值電阻電容用於使輸出的頻率與輸入的電壓之間成正比，實現線性變換，且直接影響轉換的頻率精度，可以根據轉換精度適當選擇合適規格參數的電阻電容；
所述可調節電路由固定值電阻6和可調節電阻7組成；所述可調節電路可調節電路增益，即電壓和頻率之間的線性比例關係；
所述低通濾波器由第三電阻9和第三電容8構成，用於減少輸入電壓的幹擾脈衝，得到較為穩定的輸出脈衝；
所述第一引腳11通過第一電阻2接入輸入電壓信號；所述第一電容4一端接地，另一端接第一引腳11；所述第二電阻3一端接信號供電電源10，另一端與第二電容5一端連接並接入第二引腳12，所述第二電容5的另一端接地；所固定電阻6與可調節電阻7串聯，固定電阻6一端接第三引腳13，可調節電阻7一端接地；第三電阻9一端與第三電容8一端相連並接入第四14、第六引腳16，第三電阻9另一端與第三電容8另一端相連接地；所述第七引腳17接信號供電電源10，第八引腳18接地；所述第五引腳15輸出調製後的頻率信號。
本實施例中壓頻轉換晶片1為lm331壓頻轉換器。
本實施例中信號供電電源10電壓為+9v。
本實施例中輸入電壓v與輸出頻率f間的關係式為f=v×rs/(2.09×r1×r2×c2)，上式中rs為可調節電路的總電阻，r1為第一電阻2的阻值，r2為第二電阻3的阻值，c2為第二電容的電容值5。
本實施例中固定電阻6阻值10kω，可調節電阻7最大值為15kω。
本實施例中輸出頻率信號，根據f和v的線性比例關係，反向進行數據處理，就可以得到採集的直流電壓信號。
本實施例中輸出的頻率信號為矩形波。
本發明的一種集中蓄電池式應急電源用逆變器直流電壓採樣電路採用壓頻轉換晶片，將電壓信號轉化為頻率信號，並通過濾波電路對信號進行處理，減少了幹擾脈衝的影響，避免了現有技術中逆變過程將產生大量的諧波，對採樣電壓信號進行電壓頻率的轉換，由於頻率信號受到外部環境因素的影響較小，能有效地排除直流電壓信號傳輸過程中受到的幹擾，從而確保信號採集傳輸過程中的準確性和可靠性，具有較高的實用價值和較廣泛的應用前景。
對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。