本實用新型涉及電子技術領域，尤其涉及一種電壓隔離電路及高壓隔離檢測電路。

背景技術：

目前大量設備是由高壓電源(例如：AC電壓，母線電壓)驅動的，這些設備的正常運轉往往是在控制系統(tǒng)的控制下進行?？刂葡到y(tǒng)在控制這些設備時，需要監(jiān)視給設備提供能量的高壓驅動電源的電壓，以此來判斷輸入電壓是否滿足安全使用的要求,以免損壞設備。若高壓電源電壓高于或低于正常范圍，控制系統(tǒng)會停止設備的運行。高壓檢測一側連接高電壓輸入，另一側連接低電壓的控制系統(tǒng)，如若不隔離，低壓端容易串入高壓干擾，導致工作異常，為保證低電壓控制系統(tǒng)的安全，高壓檢測電路必須具有良好的高、低壓側的電氣隔離特性。傳統(tǒng)的高壓隔離檢測電路一般通過變壓器隔離并把高壓電轉變?yōu)榈蛪弘娫侔l(fā)送給控制系統(tǒng)進行處理，但是變壓器需要很多外圍器件配合，成本高，占用空間也大。

現(xiàn)有技術提供了一種高壓隔離檢測電路，將高壓電源通過電阻分壓采樣，再通過線性光耦實現(xiàn)高壓采樣端和低壓控制端的電氣隔離，結構簡單，但是線性光耦的線性度受溫度影響明顯，導致檢測精確度不高，并且電壓檢測范圍受線性光耦的線性范圍限制，不能夠滿足寬范圍電壓檢測的要求。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題在于，提供一種電壓隔離電路及高壓隔離檢測電路，避免高壓采樣信號傳輸受光耦參數(shù)特性的影響，擴大高壓檢測范圍，提高高壓檢測的精確度，從而提高高壓供電設備運行的穩(wěn)定性和可靠性。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種電壓隔離電路，包括差分運算放大模塊、第一電阻、第二電阻和光耦隔離模塊；

所述光耦隔離模塊包括封裝成一體的第一光電耦合器和第二光電耦合器，其中，所述第一光電耦合器的輸入二極管和所述第二光電耦合器的輸入二極管串聯(lián)；

所述差分運算放大模塊的同相輸入端用于接收高壓采樣信號，所述差分運算放大模塊的反相輸入端與所述第一光電耦合器的輸出三極管的發(fā)射極連接，所述差分運算放大模塊的輸出端與所述第一光電耦合器的輸入二極管的正極連接，所述第一光電耦合器的輸出三極管的發(fā)射極通過所述第二電阻接地，所述第二光電耦合器的輸入二極管的負極接地，所述第二光電耦合器的輸出三極管的發(fā)射極通過所述第一電阻接地。

進一步地，所述光耦隔離模塊還包括第三電阻，所述第二光電耦合器的輸入二極管的負極通過所述第三電阻接地。

進一步地，所述差分運算放大模塊為差分運算放大器。

進一步地，所述第一電阻和所述第二電阻的阻值相等。

本實用新型提供的電壓隔離電路，差分運算放大模塊接收到高壓采樣信號后，對所述高壓采樣信號進行放大并發(fā)送給光耦隔離模塊，光耦隔離模塊對接收到的高壓采樣電流信號進行隔離傳輸后通過第一光電耦合器的輸出三極管的發(fā)射極輸出電流信號，所述電流信號通過第二電阻為差分運算放大模塊的反相輸入端提供輸入電壓，同時光耦隔離模塊通過第二光電耦合器的輸出三極管的發(fā)射極輸出電流信號，所述電流信號通過第一電阻輸出經(jīng)隔離傳輸?shù)母邏翰蓸有盘?。本實用新型利用封裝在一起的兩個光電耦合器的溫度特性和電流傳輸比變化規(guī)律的一致性以及差分運算放大模塊虛短虛斷的特性，使得經(jīng)隔離傳輸?shù)母邏翰蓸有盘栔慌c第一電阻和第二電阻的阻值相關，避免高壓采樣信號傳輸受光耦參數(shù)特性的影響，擴大高壓檢測范圍，提高高壓檢測的精確度，從而提高設備運行的穩(wěn)定性和可靠性。

相應地，本實用新型還提供了一種高壓隔離檢測電路，包括采樣模塊和電壓隔離電路；

所述電壓隔離電路為如前所述的電壓隔離電路；

所述采樣模塊包括用于連接高壓電電源的采樣端和高壓采樣信號輸出端；

所述高壓采樣信號輸出端與所述電壓隔離電路中的所述差分運算放大模塊的同相輸入端連接。

進一步地，所述采樣模塊還包括第四電阻和第五電阻；

所述第四電阻的第一端與所述采樣端連接，所述第四電阻的第二端分別連接所述第五電阻的第一端和所述高壓采樣信號輸出端，所述第五電阻的第二端接地。

本實用新型提供的高壓隔離檢測電路，采樣模塊對高壓電源進行分壓采樣，并將采樣后的信號發(fā)送給差分運算放大模塊，差分運算放大模塊接收到高壓采樣信號后，對所述高壓采樣信號進行放大并發(fā)送給光耦隔離模塊，光耦隔離模塊對接收到的高壓采樣電流信號進行隔離傳輸后通過第一光電耦合器的輸出三極管的發(fā)射極輸出電流信號，所述電流信號通過第二電阻為差分運算放大模塊的反相輸入端提供輸入電壓，同時光耦隔離模塊通過第二光電耦合器的輸出三極管的發(fā)射極輸出電流信號，所述電流信號通過第一電阻輸出經(jīng)隔離傳輸?shù)母邏翰蓸有盘?。本實用新型利用封裝在一起的兩個光電耦合器的溫度特性和電流傳輸比變化規(guī)律的一致性以及差分運算放大模塊虛短虛斷的特性，使得經(jīng)隔離傳輸?shù)母邏翰蓸有盘栔慌c第一電阻和第二電阻的阻值相關，避免高壓采樣信號傳輸受光耦參數(shù)特性的影響，擴大高壓檢測范圍，提高高壓檢測的精確度，從而提高設備運行的穩(wěn)定性和可靠性。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的一種電壓隔離電路的電路方框圖；

圖2是本實用新型提供的一種電壓隔離電路的一個實施例的電路原理圖；

圖3是本實用新型提供的一種高壓隔離檢測電路的電路方框圖；

圖4是本實用新型提供的一種高壓隔離檢測電路的一個實施例的電路原理圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型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實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

參見圖1，是本實用新型提供的一種電壓隔離電路的電路方框圖。

本實用新型實施例提供一種電壓隔離電路，包括差分運算放大模塊2、第一電阻R1、第二電阻R2和光耦隔離模塊1；

所述光耦隔離模塊1包括封裝成一體的第一光電耦合器U1和第二光電耦合器U2，其中，所述第一光電耦合器U1的輸入二極管和第二光電耦合器U2的輸入二極管串聯(lián)；

所述差分運算放大模塊2的同相輸入端+IN用于接收高壓采樣信號，所述差分運算放大模塊2的反相輸入端-IN與第一光電耦合器U1的輸出三極管的發(fā)射極連接，所述差分運算放大模塊2的輸出端OUT與第一光電耦合器U1的輸入二極管的正極連接，所述第一光電耦合器U1的輸出三極管的發(fā)射極通過第二電阻R2接地，所述第二光電耦合器U2的輸入二極管的負極接地，所述第二光電耦合器U2的輸出三極管的發(fā)射極通過第一電阻R1接地。

在具體實施時，差分運算放大模塊2接收到高壓采樣電壓信號后，對所述高壓采樣電壓信號進行放大并發(fā)送給光耦隔離模塊1，光耦隔離模塊1對接收到的高壓采樣電流信號I1進行隔離傳輸后通過第一光電耦合器U1的輸出三極管的發(fā)射極輸出電流信號I2，所述電流信號I2通過第二電阻R2為差分運算放大模塊2的反相輸入端-IN提供輸入電壓信號I2*R2，同時光耦隔離模塊1通過第二光電耦合器U2的輸出三極管的發(fā)射極輸出電流信號I3，所述電流信號I3通過第一電阻R1輸出經(jīng)隔離傳輸?shù)母邏翰蓸与妷盒盘朓3*R1。因光耦隔離模塊1中的第一光電耦合器U1和第二光電耦合器U2封裝在一起，保證了其溫度特性和電流傳輸比變化規(guī)律的一致性，同時由于第一光電耦合器U1的輸入二極管和第二光電耦合器U2的輸入二極管串聯(lián)，第一光電耦合器U1和第二光電耦合器U2的輸入電流信號相同，均為I1，因此第一光電耦合器U1的輸出三極管的發(fā)射極輸出的電流信號I2與第二光電耦合器U2的輸出三極管的發(fā)射極輸出的電流信號I3相等，均為I1*CTR(CTR為電流傳輸比)。利用差分運算放大模塊虛短虛斷的特性可得差分運算放大模塊2的同相輸入端+IN接收到的高壓采樣電壓信號與差分運算放大模塊2的反相輸入端-IN的輸入電壓信號相等，為I2*R2，使得經(jīng)隔離輸出的高壓采樣電壓信號I3*R1只與第一電阻R1和第二電阻R2的阻值相關，避免高壓采樣信號傳輸受光耦參數(shù)特性的影響，擴大高壓檢測范圍，提高高壓檢測的精確度，從而提高設備運行的穩(wěn)定性和可靠性。

參見圖2，是本實用新型提供的一種電壓隔離電路的一個實施例的電路原理圖。如圖2所示，所述光耦隔離模塊1還包括第三電阻R3，所述第二光電耦合器U2的輸入二極管的負極通過第三電阻R3接地，其中，第三電阻R3為限流電阻。

進一步地，所述差分運算放大模塊2為差分運算放大器U3。

進一步地，所述第一電阻R1和第二電阻R2的阻值相等。當?shù)谝浑娮鑂1和第二電阻R2的阻值相等時，經(jīng)隔離輸出的高壓采樣電壓的值與差分運算放大模塊接收到的高壓采樣電壓值相等。

參見圖3，是本實用新型提供的一種高壓隔離檢測電路的電路方框圖。

本實用新型提供一種高壓隔離檢測電路，包括采樣模塊3和電壓隔離電路；

所述電壓隔離電路為如前所述的電壓隔離電路；

所述采樣模塊3包括用于連接高壓電電源的采樣端DI和高壓采樣信號輸出端DI；

所述高壓采樣信號輸出端DO與電壓隔離電路中的差分運算放大模塊2的同相輸入端+IN連接。

在具體實施時，采樣模塊3對高壓電源進行分壓采樣，并將采樣后的電壓信號發(fā)送給電壓隔離模塊4中的差分運算放大模塊2，差分運算放大模塊2接收到高壓采樣電壓信號后，對所述高壓采樣電壓信號進行放大并發(fā)送給光耦隔離模塊1，光耦隔離模塊1對接收到的高壓采樣電流信號I1進行隔離傳輸后通過第一光電耦合器U1的輸出三極管的發(fā)射極輸出電流信號I2，所述電流信號I2通過第二電阻R2為差分運算放大模塊2的反相輸入端-IN提供輸入電壓信號I2*R2，同時光耦隔離模塊1通過第二光電耦合器U2的輸出三極管的發(fā)射極輸出電流信號I3，所述電流信號I3通過第一電阻R1輸出經(jīng)隔離傳輸?shù)母邏翰蓸与妷盒盘朓3*R1。因光耦隔離模塊1中的第一光電耦合器U1和第二光電耦合器U2封裝在一起，保證了其溫度特性和電流傳輸比變化規(guī)律的一致性，同時由于第一光電耦合器U1的輸入二極管和第二光電耦合器U2的輸入二極管串聯(lián)，第一光電耦合器U1和第二光電耦合器U2的輸入電流信號相同，均為I1，因此第一光電耦合器U1的輸出三極管的發(fā)射極輸出的電流信號I2與第二光電耦合器U2的輸出三極管的發(fā)射極輸出的電流信號I3相等，均為I1*CTR(CTR為電流傳輸比)。利用差分運算放大模塊虛短虛斷的特性可得差分運算放大模塊2的同相輸入端+IN接收到的高壓采樣電壓信號與差分運算放大模塊2的反相輸入端-IN的輸入電壓信號相等，為I2*R2，使得經(jīng)隔離輸出的高壓采樣電壓信號I3*R1只與第一電阻R1和第二電阻R2的阻值相關，避免高壓采樣信號傳輸受光耦參數(shù)特性的影響，擴大高壓檢測范圍，提高高壓檢測的精確度，從而提高設備運行的穩(wěn)定性和可靠性。

進一步地，所述采樣模塊3還包括第四電阻R4和第五電阻R5；

所述第四電阻R4的第一端與采樣端DI連接，所述第四電阻R4的第二端分別連接第五電阻R5的第一端和高壓采樣信號輸出端DO，所述第五電阻R5的第二端接地。

其中采樣模塊3的工作過程如下：第四電阻R4和第五電阻R5對高壓電源進行分壓采樣，并通過高壓采樣信號輸出端DO將高壓采樣信號發(fā)送至差分運算放大模塊2的同相輸入端+IN。

本實用新型提供的電壓隔離電路及高壓隔離檢測電路，差分運算放大模塊接收到高壓采樣信號后，對所述高壓采樣信號進行放大并發(fā)送給光耦隔離模塊，光耦隔離模塊對接收到的高壓采樣電流信號進行隔離傳輸后通過第一光電耦合器的輸出三極管的發(fā)射極輸出電流信號，所述電流信號通過第二電阻為差分運算放大模塊的反相輸入端提供輸入電壓，同時光耦隔離模塊通過第二光電耦合器的輸出三極管的發(fā)射極輸出電流信號，所述電流信號通過第一電阻輸出經(jīng)隔離傳輸?shù)母邏翰蓸有盘?。本實用新型利用封裝在一起的兩個光電耦合器的溫度特性和電流傳輸比變化規(guī)律的一致性以及差分運算放大模塊虛短虛斷的特性，使得經(jīng)隔離傳輸?shù)母邏翰蓸有盘栔慌c第一電阻和第二電阻的阻值相關，避免高壓采樣信號傳輸受光耦參數(shù)特性的影響，擴大高壓檢測范圍，提高高壓檢測的精確度，從而提高設備運行的穩(wěn)定性和可靠性。

以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。