一種精準(zhǔn)的高頻除塵電源諧振電流的過零檢測電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種精準(zhǔn)的高頻除塵電源諧振電流的過零檢測電路電路，包括依次連接的電流采集電路、濾波抑制電路、過零比較電路、光耦隔離電路和限幅鉗位電路，電流信號(hào)經(jīng)由電流采集電路采集轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)通過過濾波限幅電路處理后輸入到過零比較電路，并經(jīng)過光耦隔離電路后通過限幅鉗位電路輸入到數(shù)字信號(hào)處理單元。本發(fā)明具有開放性和通用性，無需大量理論計(jì)算，只需簡單的計(jì)算進(jìn)行配置即可，減少了元器件的使用，簡化了電路。.本電路采用了多重的濾波電路，保證了信號(hào)的可靠性，輸出的信號(hào)可以直接輸入數(shù)字信號(hào)處理單元。
【專利說明】一種精準(zhǔn)的高頻除塵電源諧振電流的過零檢測電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高頻電源領(lǐng)域，尤其涉及一種由光耦HCPL-600和電壓比較放大器LM2903組成的精準(zhǔn)的高頻除塵電源諧振電流的過零檢測電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)水平的逐步提高，電力電子技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的工頻除塵電源已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段的供電需求。取代工頻電源的高頻除塵電源具有輸出效率高，輸出紋波小能夠較大幅度的提高除塵效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，但高頻供電方式相對(duì)于工頻供電方式的系統(tǒng)復(fù)雜性也隨之增加。高頻靜電除塵電源系統(tǒng)是一種高頻化、小型化、輕量化的電源系統(tǒng)，系統(tǒng)的開關(guān)頻率很高，因此，系統(tǒng)在工作的電磁干擾信號(hào)也相應(yīng)的增加，從而使得對(duì)模擬信號(hào)的采集困難加大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種精準(zhǔn)的高頻除塵電源諧振電流的過零檢測電路，保證了信號(hào)的同步，防止交流電路發(fā)生二次擊穿。電路將互感器采集的模擬量信號(hào)經(jīng)過過零比較電路后變成數(shù)字信號(hào)。通過光耦隔離后將數(shù)模信號(hào)隔離互不干擾。經(jīng)過限幅電路處理后直接輸入數(shù)字信號(hào)處理器。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種精準(zhǔn)的高頻除塵電源諧振電流的過零檢測電路電路，其特征在于:該電路包括依次連接的電流采集電路、濾波抑制電路、過零比較電路、光耦隔離電路和限幅鉗位電路，電流信號(hào)經(jīng)由電流采集電路采集轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)通過過濾波限幅電路處理后輸入到過零比較電路，并經(jīng)過光耦隔離電路后通過限幅鉗位電路輸入到數(shù)字信號(hào)處理單元。
[0005]本發(fā)明中，所述的電流采集電路包括，LEM公司的LT308-S7型傳感器將高頻諧振電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。并聯(lián)接入測量電阻于模擬地和互感器輸出端。
[0006]所述的濾波抑制電路包括第一電容、第一瞬態(tài)抑制二極管，第一電容跨接在傳感器輸入端和模擬地之間。第一瞬態(tài)抑制二極管并聯(lián)在第一濾波電容兩端。
[0007]所述的過零比較電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、電位器、第一穩(wěn)壓二極管、第二電容、第三電容、第四電容和電壓比較放大器。其中第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、電位器、第一穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的電壓比較放大器的反相輸入網(wǎng)絡(luò)接于電壓比較放大器的2號(hào)腳。濾波抑制電路構(gòu)成正相輸入網(wǎng)絡(luò)接于電壓比較放大器的3號(hào)腳。第一電阻的一端接_12v電源、第一穩(wěn)壓管模擬地，第三電阻并聯(lián)第二電容接模擬地，第三電容一端接于電壓比較放大器的4號(hào)腳，另一端接模擬地。第四電容一端接模擬地另一端接于8號(hào)腳。電壓比較放大器3號(hào)腳接輸入信號(hào)，4號(hào)腳-12v電源，8號(hào)腳接+12v電源，I號(hào)腳輸出比較信號(hào)。
[0008]所述的光耦隔離電路包括第五電阻、第六電阻、第七電阻、第五電容、光耦。第五電阻一端接于電壓比較放大器的I號(hào)口另一端接+12v電源。第六電阻接于電壓比較放大器I號(hào)口與光耦2號(hào)口之間。第七電阻跨接于光耦6、7號(hào)口之間。光耦3、5號(hào)口接地，7、8號(hào)口短接通過地五電容接地，8號(hào)口接+5v電源。
[0009]所述的限幅鉗位電路包括第二穩(wěn)壓管、第一二極管、第二二極管、第八電阻、第九電阻。第二穩(wěn)壓管接地、第一第二極管串聯(lián)，第一二極管陽極接地，第二二極管陰極接+3.3v。
[0010]本發(fā)明具有如下的有益效果:第一、電路結(jié)構(gòu)簡單易于實(shí)現(xiàn)，成本低廉。第二、充分考慮高頻環(huán)境下的電磁干擾問題，對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)理。第三、功率電路、數(shù)字信號(hào)處理器相互隔離，信號(hào)不會(huì)交叉影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0012]圖2是本以明的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合圖1和圖2對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說明:
如圖1所示，本發(fā)明電路包括:電流采集電路1、濾波抑制電路2、過零比較電路3、光耦隔離電路4限幅鉗位電路5。如圖2所示，電流采集電路I所選用傳感器原邊電流測量范圍為-500A?500A，原邊額定電流有效值為300A，副邊額定電流有效值為150mA，其轉(zhuǎn)換率為1:2000采用±12V供電。所測電路最大輸出電流為170A，對(duì)應(yīng)的電流有效為120A，則副邊電流的有效值為60mA。當(dāng)測量電阻R為25歐姆，對(duì)應(yīng)的副邊輸出的電壓為1.5V。采用24.9歐姆1%精度的電阻作為測量電阻。
[0014]濾波抑制電路2包括第一電容Cl、第一瞬態(tài)抑制二極管Tl，第一電容跨接在傳感器輸出端和模擬地之間。為了保證輸入信號(hào)的穩(wěn)定精確性濾除高于20khz的高次諧波，第一電容取值范圍在10nf-20nf。第一瞬態(tài)抑制二極管并聯(lián)在第一濾波電容兩端。為保證后級(jí)電路安全在此選用5v的瞬態(tài)抑制二極管，將輸入電壓鉗位在5v。
[0015]過零比較電路3中，為保證信號(hào)的同步，防止交流電路發(fā)生二次擊穿，采用過零檢測電路加以保護(hù)。如附圖2所示，-12V的輸入電壓經(jīng)過Rl、Radj、R2、R3分壓后經(jīng)R4輸入到電壓比較放大器的反相輸入端。將輸入信號(hào)接到運(yùn)放的正相輸入端，當(dāng)輸入信號(hào)大于設(shè)定電壓時(shí)，運(yùn)放輸出為低電平。為使得過零檢測電路更加精確，在滿足運(yùn)放工作在飽和區(qū)的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量減小R3的阻值。
[0016]光稱隔離電路4中，此處選用的光稱型號(hào)為HCPL-600,輸入信號(hào)經(jīng)過第六電阻R6輸入光I禹，該光I禹具有反相功能，輸入高電平輸出低電平，輸入低電平書出高電平，輸入信號(hào)經(jīng)過反相后從輸出引腳輸出。第五電阻R5為2k Q ,第六電阻R6為100 Q、第七電阻R7為 IkQ。
[0017]限幅鉗位電路包括第二穩(wěn)壓管、第一二極管、第二二極管、第八電阻R8、第九電阻R9。鉗位電路中，電路中采用鍺型小信號(hào)二極管，該二極管導(dǎo)通壓降為0.2?0.3V，當(dāng)輸入數(shù)字信號(hào)處理單元的電壓大于3.3V時(shí)，小信號(hào)二極管Da導(dǎo)通，電路的電壓被鉗位在3.3V以下；當(dāng)電壓低于-0.3V時(shí)，小信號(hào)二極管Db導(dǎo)通，使得最低電壓不低于-0.3V，有效地保證了數(shù)字信號(hào)處理單元安全可靠的工作。第九電阻R9和第六電容C6組成一階RC濾波電路，用以濾除電路中的干擾信號(hào)。
【權(quán)利要求】
1.一種精準(zhǔn)的高頻除塵電源諧振電流的過零檢測電路電路，其特征在于:該電路包括依次連接的電流采集電路(I)、濾波抑制電路(2 )、過零比較電路(3 )、光耦隔離電路(4)和限幅鉗位電路(5 )，電流信號(hào)經(jīng)由電流采集電路(I)采集轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)通過過濾波限幅電路(2)處理后輸入到過零比較電路(3)，并經(jīng)過光耦隔離電路(4)后通過限幅鉗位電路(5)輸入到數(shù)字信號(hào)處理單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精準(zhǔn)的高頻除塵電源諧振電流的過零檢測電路，其特征在于:所述的電流采集電路(I)采用LEM公司的LT308-S7型傳感器通過測量電阻將高頻諧振電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的精準(zhǔn)的高頻除塵電源諧振電流的過零檢測電路，其特征在于:所述的濾波抑制電路(2)包括第一電容、第一瞬態(tài)抑制二極管，第一電容跨接在傳感器輸入端和模擬地之間，第一瞬態(tài)抑制二極管并聯(lián)在第一濾波電容兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精準(zhǔn)的高頻除塵電源諧振電流的過零檢測電路，其特征在于:過零比較電路(3)包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、電位器、第一穩(wěn)壓二極管、第二電容、第三電容、第四電容和電壓比較放大器；其中第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、電位器、第一穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的電壓比較放大器的反相輸入網(wǎng)絡(luò)接于電壓比較放大器的2號(hào)腳；濾波抑制電路構(gòu)成電壓比較放大器的正相輸入網(wǎng)絡(luò)接于電壓比較放大器的3號(hào)腳；第一電阻的一端接_12v電源、第一穩(wěn)壓管模擬地,第三電阻并聯(lián)第二電容接模擬地，第三電容一端接于電壓比較放大器的4號(hào)腳，另一端接模擬地；第四電容一端接模擬地另一端接于8號(hào)腳；電壓比較放大器3號(hào)腳接輸入信號(hào)，4號(hào)腳-12v電源，8號(hào)腳接+12v電源，I號(hào)腳輸出比較信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精準(zhǔn)的高頻除塵電源諧振電流的過零檢測電路，其特征在于:光耦隔離電路(4)包括第五電阻、第六電阻、第七電阻、第五電容、光耦；第五電阻一端接于電壓比較放大器的I號(hào)腳另一端接+12v電源；第六電阻接于電壓比較放大器I號(hào)腳與光耦2號(hào)腳之間；第七電阻跨接于光耦6、7號(hào)口之間；光耦3號(hào)腳接模擬地、5號(hào)腳接數(shù)字地，7、8號(hào)口短接通過地五電容接數(shù)字地，8號(hào)口接+5v電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精準(zhǔn)的高頻除塵電源諧振電流的過零檢測電路，其特征在于:限幅鉗位電路(5)包括第二穩(wěn)壓管、第一二極管、第二二極管、第八電阻、第九電阻；第二穩(wěn)壓管接數(shù)字地、第一第二極管串聯(lián)，第一二極管陽極接數(shù)字地，第二二極管陰極接+3.3v ;電路中二極管采用小信號(hào)鍺型二極管，其導(dǎo)通壓降為0.2-0.3v，通過該鉗位電路保證輸入電壓在數(shù)字信號(hào)處理單元可靠工作范圍內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G01R19/175GK103743940SQ201410033611
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】陳 峰, 翟林林, 曾慶軍, 孫國平 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江天力變壓器有限公司