專利名稱：一種直流隔離采樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種直流電源采樣裝置，特別是涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)安全隔離要求的直流隔離采樣裝置。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有技術(shù)的直流隔離采樣裝置主要包括以下幾種方式一、采用隔離變壓 器，但這種方式通常存在幾點(diǎn)不足該裝置需涉及到開(kāi)關(guān)電源等變換電路，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)較為復(fù) 雜，且由于有安全隔離要求，對(duì)變壓器的工藝要求比較嚴(yán)格，成本較高；隔離變壓器的變換 原理導(dǎo)致了一般只能傳輸交流信號(hào)，無(wú)法對(duì)直流進(jìn)行比例傳輸。二、采用線性光耦，該方式 能實(shí)現(xiàn)需求，但成本很高。三、采用一般的光耦器件進(jìn)行采樣，但這種方式往往線性度差、精 度低。四、采用直流霍爾變換，但該方式成本高，并且變換控制電路復(fù)雜，適應(yīng)范圍窄；該方 式適用于電流采樣，但對(duì)不同的直流電壓隔離線性采樣要求無(wú)法滿足要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種直流隔離采樣裝置，該裝 置在保證高精度的線性采樣的前提下，通過(guò)采用普通的組容器件、運(yùn)算放大器和光耦器件 即可實(shí)現(xiàn)直流電源的隔離采樣功能。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種直流隔離采樣裝置，它是 由三角波發(fā)生器、輸入電壓跟隨器、隔離采樣電路和濾波電路組成；輸入電壓跟隨器和三角 波發(fā)生器的輸出分別接至隔離采樣電路的輸入；隔離采樣電路的輸出接至濾波電路的輸 入。所述的輸入電壓跟隨器由運(yùn)算放大器IC1A、電阻Rl、電阻R2和電阻R3組成；電阻 Rl的一端接直流電源的輸出，電阻Rl的另一端接電阻R2、電阻R3的各一端以及接運(yùn)算放 大器IClA的正向輸入端，電阻R2的另一端接地，電阻R3的另一端接12V電源，運(yùn)算放大器 IClA的負(fù)向輸入端與運(yùn)算放大器IClA的輸出端相連接。所述的隔離采樣電路由電阻R4、電阻R5、運(yùn)算放大器IClB和隔離光耦I(lǐng)C2組成； 隔離光耦I(lǐng)C2設(shè)有四個(gè)引腳，運(yùn)算放大器IClB的正向輸入端接三角波發(fā)生器的輸出，運(yùn)算 放大器IClB的負(fù)向輸入端接輸入電壓跟隨器的輸出，運(yùn)算放大器IClB的輸出端接隔離光 耦I(lǐng)C2的第2引腳，隔離光耦I(lǐng)C2的第1引腳接電阻R4后再接12V電源，隔離光耦I(lǐng)C2的 第4引腳接電阻R5后再接+12V電源，隔離光耦I(lǐng)C2的第3引腳設(shè)為輸出端。所述的濾波電路由電阻R6、電阻R7、二極管D1、二極管D2和電解電容Cl組成；電 阻R7與二級(jí)管D2并接后，二級(jí)管D2的負(fù)端接隔離采樣電路的輸出，同時(shí)接電阻R6的一端， 電阻R6的另一端接地，二級(jí)管D2正端接電解電容Cl的正極和二極管Dl的正極，電解電容 C的負(fù)極接地，二極管Dl的負(fù)極接+5V電源。本實(shí)用新型的有益效果是，由于采用三角波發(fā)生器、輸入電壓跟隨器、隔離采樣 電路和濾波電路構(gòu)成該采樣裝置，使得該裝置不僅可以實(shí)現(xiàn)直流電源的采樣功能，而且具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的特點(diǎn)，并能實(shí)現(xiàn)安全隔離采樣，且具有采用信號(hào)線性度高的特點(diǎn)。[0009]
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明；但本實(shí)用新型的一種直 流隔離采樣裝置不局限于實(shí)施例。

圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的主要信號(hào)的波形圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例，請(qǐng)參見(jiàn)圖1所示，本實(shí)用新型的一種直流隔離采樣裝置，它是由三角波發(fā) 生器2、輸入電壓跟隨器1、隔離采樣電路3和濾波電路4組成；其中，輸入電壓跟隨器1和 三角波發(fā)生器2的輸出分別接至隔離采樣電路3的輸入；隔離采樣電路3的輸出接至濾波 電路4的輸入。請(qǐng)參見(jiàn)圖2所示，輸入電壓跟隨器1包括運(yùn)算放大器IC1A、電阻R1、電阻R2和電 阻R3 ；其中，電阻Rl的一端接直流電源Vin的輸出，電阻Rl的另一端接電阻R2、電阻R3的 各一端以及接運(yùn)算放大器IClA的正向輸入端，電阻R2的另一端接地，電阻R3的另一端接 12V電源，電阻R1-R3構(gòu)成一個(gè)分壓偏置電路；運(yùn)算放大器IClA的負(fù)向輸入端與運(yùn)算放大 器IClA的輸出端相連接，組成一電壓跟隨器，并輸出一直流電平VI，該直流電平Vl的波形 請(qǐng)參見(jiàn)圖3中Vl所指示的直線所示。請(qǐng)參見(jiàn)圖2所示，隔離采樣電路3由電阻R4、電阻R5、運(yùn)算放大器IClB和隔離光 耦I(lǐng)C2組成；其中，隔離光耦I(lǐng)C2設(shè)有四個(gè)引腳，分別為第1引腳、第2引腳、第3引腳和第 4引腳；運(yùn)算放大器IClB的正向輸入端接三角波發(fā)生器2的輸出端，運(yùn)算放大器IClB的負(fù) 向輸入端接輸入電壓跟隨器1的輸出，運(yùn)算放大器IClB的輸出端接隔離光耦I(lǐng)C2的第2引 腳，隔離光耦I(lǐng)C2的第1引腳接電阻R4后再接12V電源，隔離光耦I(lǐng)C2的第4引腳接電阻 R5后再接+12V電源，隔離光耦I(lǐng)C2的第3引腳設(shè)為輸出端，輸出一隔離信號(hào)。請(qǐng)參見(jiàn)圖2所示，濾波電路4由電阻R6、電阻R7、二極管Dl、二極管D2和電解電 容Cl組成；電阻R7與二級(jí)管D2并接后，二級(jí)管D2的負(fù)端接隔離采樣電路3的輸出，同時(shí) 接電阻R6的一端，電阻R6的另一端接地，二級(jí)管D2正端接電解電容Cl的正極和二極管Dl 的正極，電解電容C的負(fù)極接地，二極管Dl的負(fù)極接+5V電源；這里，二極管Dl作輸出電壓 的箝位之用；二極管Dl的正極接電解電容Cl的正極，且二極管Dl和電解電容Cl的節(jié)點(diǎn)處 設(shè)為濾波電路4的輸出端Vout。本實(shí)用新型的一種直流隔離采樣裝置，其工作原理為將直流電源Vin送入輸入 電壓跟隨器1中進(jìn)行跟隨，以實(shí)現(xiàn)其阻抗的匹配問(wèn)題，并輸出直流電平Vl ；將該直流電平Vl 與設(shè)定頻率的三角波發(fā)生器2輸出的三角波信號(hào)Vtri進(jìn)行切割后產(chǎn)生一方波信號(hào)V2 ；將 該方波信號(hào)V2送入隔離采樣電路3中，并得到一等效的脈寬變化的數(shù)字波形；最后將該數(shù) 字波形送入濾波電路4中，經(jīng)過(guò)濾波后即可得到所需的直流電源隔離采樣信號(hào)Vout。這里， 三角波信號(hào)Vtri和方波信號(hào)V2的波形請(qǐng)參見(jiàn)圖3所示。[0018] 上述實(shí)施例僅用來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的一種直流隔離采樣裝置，但本實(shí)用新型并不局限于實(shí)施例，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修 改、等同變化與修飾，均落入本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種直流隔離采樣裝置，其特征在于它是由三角波發(fā)生器、輸入電壓跟隨器、隔離采樣電路和濾波電路組成；輸入電壓跟隨器和三角波發(fā)生器的輸出分別接至隔離采樣電路的輸入；隔離采樣電路的輸出接至濾波電路的輸入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流隔離采樣裝置，其特征在于所述的輸入電壓跟隨器由 運(yùn)算放大器IC1A、電阻R1、電阻R2和電阻R3組成；電阻Rl的一端接直流電源的輸出，電 阻Rl的另一端接電阻R2、電阻R3的各一端以及接運(yùn)算放大器IClA的正向輸入端，電阻R2 的另一端接地，電阻R3的另一端接12V電源，運(yùn)算放大器IClA的負(fù)向輸入端與運(yùn)算放大器 IClA的輸出端相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流隔離采樣裝置，其特征在于所述的隔離采樣電路由電 阻R4、電阻R5、運(yùn)算放大器IClB和隔離光耦I(lǐng)C2組成；隔離光耦I(lǐng)C2設(shè)有四個(gè)引腳，運(yùn)算放 大器IClB的正向輸入端接三角波發(fā)生器的輸出，運(yùn)算放大器IClB的負(fù)向輸入端接輸入電 壓跟隨器的輸出，運(yùn)算放大器IClB的輸出端接隔離光耦I(lǐng)C2的第2引腳，隔離光耦I(lǐng)C2的 第1引腳接電阻R4后再接12V電源，隔離光耦I(lǐng)C2的第4引腳接電阻R5后再接+12V電源， 隔離光耦I(lǐng)C2的第3引腳設(shè)為輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流隔離采樣裝置，其特征在于所述的濾波電路由電阻R6、 電阻R7、二極管D1、二極管D2和電解電容Cl組成；電阻R7與二級(jí)管D2并接后，二級(jí)管D2 的負(fù)端接隔離采樣電路的輸出，同時(shí)接電阻R6的一端，電阻R6的另一端接地，二級(jí)管D2正 端接電解電容Cl的正極和二極管Dl的正極，電解電容C的負(fù)極接地，二極管Dl的負(fù)極接 +5V電源。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種直流隔離采樣裝置，它是由三角波發(fā)生器、輸入電壓跟隨器、隔離采樣電路和濾波電路組成；輸入電壓跟隨器和三角波發(fā)生器的輸出分別接至隔離采樣電路的輸入；隔離采樣電路的輸出接至濾波電路的輸入。該裝置將直流電源送入輸入電源跟隨器中進(jìn)行電壓跟隨，然后將輸出的直流信號(hào)與三角波發(fā)生器輸出的三角波信號(hào)進(jìn)行切割并產(chǎn)生一方波信號(hào)，最后將該方波信號(hào)輸入隔離采樣電路和濾波電路中，并得到所需的采樣信號(hào)。該裝置不僅可以實(shí)現(xiàn)直流電源的采樣功能，而且具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、采樣信號(hào)的線性度高、帶有安全隔離設(shè)計(jì)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R15/22GK201589806SQ20092031704
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者劉新乾, 劉金滿, 曾奕彰, 黃毅 申請(qǐng)人:廈門科華恒盛股份有限公司;漳州科華技術(shù)有限責(zé)任公司