專(zhuān)利名稱(chēng)：小型高壓隔離vv變換器的性能改進(jìn)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種廣泛應(yīng)用于模擬數(shù)據(jù)的隔離線性傳送、懸浮高壓電源的線性隔離控制等方面的小型高壓隔離VV變換器的性能改進(jìn)電路。
背景技術(shù)：
V/F或F/V變換技術(shù)是A/D轉(zhuǎn)換的一種形式之一，其主要用于遠(yuǎn)距離A/D或D/A轉(zhuǎn)換。隨著科技發(fā)展，在高壓電源的應(yīng)用領(lǐng)域中，特別是在對(duì)懸浮高壓的調(diào)節(jié)控制方面，普遍存在轉(zhuǎn)換精度相對(duì)較低、低頻穩(wěn)定性較差及線性度低等問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容鑒于原有電路存在的不足，本實(shí)用新型提供了一種轉(zhuǎn)換精度相對(duì)較高、低頻穩(wěn)定性好、輸出線性度高的小型高壓隔離W變換器的性能改進(jìn)電路。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是一種小型高壓隔離VV變換器的性能改進(jìn)電路，其特征在于該電路包括電壓頻率變換電路、輔助電路、頻率電壓變換電路，所述電壓頻率變換電路與頻率電壓變換電路連接，所述輔助電路與電壓頻率變換電路連接；所述電壓頻率變換電路中控制芯片Ul的電流輸出端1腳分別與放大器U4A的反相輸入端2腳、電容C4和電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端接控制電壓輸入端Vi，電容 C4的另一端分別接放大器U4A的輸出端1腳、二極管Dl的負(fù)極、電阻Rl的一端，二極管Dl 的正極接輸入地G1，控制芯片Ul的比較器輸入端7腳接電阻Rl的另一端，控制芯片Ul的基準(zhǔn)電流端2腳通過(guò)電阻R4與控制芯片Ul的接地端4腳相連后接輸入地Gl，控制芯片Ul 的頻率輸出端3腳通過(guò)電阻R9接光電耦合器U5輸入發(fā)光二極管的負(fù)極2腳，控制芯片Ul 的內(nèi)部定時(shí)比較器時(shí)間設(shè)置端5腳分別接電容C2和電阻R6的一端，電容C2的另一端接輸入地Gl，電阻R5與電容C3并聯(lián)，控制芯片Ul的閾值端6腳分別接電容C3和電阻R3的一端，電容C3的另一端接輸入地G1，正供電電壓端+Vl分別接電容Cl的正極、電阻R3和電阻R6的另一端、控制芯片Ul的電源電壓輸入端8腳及光電耦合器TO輸入發(fā)光二極管的正極1腳，電容Cl的負(fù)極接輸入地Gl，放大器U4A的正電源輸入端8腳接正供電電壓端+VI， 放大器U4A的負(fù)電源輸入端4腳接負(fù)供電電壓端-VI，放大器U4A的同相輸入端3腳分別接電容C5和電阻R8的一端，電阻R8的另一端分別接電阻R7和電阻RlO的一端，電阻R7 的另一端與電容C5的另一端相連后接輸入地G1，電阻RlO的另一端接電位器Wl的可調(diào)端 2腳，電位器Wl的固定端1腳接正供電電壓端+VI，電位器Wl的固定端3腳接負(fù)供電電壓端-Vl ；所述輔助電路中控制芯片U6的正電源輸入端8腳接正供電電壓端+VI，控制芯片 U6的接地端3腳接輸入地Gl，控制芯片U6的電容正端2腳接電容C14的正極，電容C14的負(fù)極接控制芯片U6的電容負(fù)端4腳，控制芯片U6的輸出端5腳接電容C15的負(fù)極并作為負(fù)供電電壓端-Vl，電容C15的正極接輸入地Gl ；[0007]所述頻率電壓變換電路中控制芯片U2的頻率輸出端3腳與控制芯片U2的接地端 4腳相連并接輸出地G2，輸出供電電壓端+V2分別接電容Cll的正極、控制芯片U2的電源電壓輸入端8腳、光電耦合器U5的輸出三極管集電極4腳、電阻Rll和電阻R12的一端、電阻R14和電阻R16的一端、放大器U3A的電源輸入端8腳，電容Cll的負(fù)極接輸出地G2，控制芯片U2的基準(zhǔn)電流端2腳通過(guò)電阻R17接輸出信號(hào)電壓調(diào)節(jié)端Wj，電阻R21與電容C12 并聯(lián)，控制芯片U2的電流輸出端1腳分別接電阻R19和電容C8的一端，電阻R19的另一端分別接放大器U3AA的同相輸入端3腳和電容C9的一端，電容C8的另一端和電容C9的另一端相連后接輸出地G2，放大器U3AA的輸出端1腳分別接電阻R20和電容ClO的一端，電阻R20的另一端分別接輸出電壓端Vo、電阻R21和電阻R18的一端，電阻R21的另一端與放大器U3AA的接地端4腳相連并接輸出地G2，電阻R18的另一端分別接電容ClO的另一端、 放大器U3AA的反相輸入端2腳，控制芯片U2的內(nèi)部定時(shí)比較器時(shí)間設(shè)置端5腳分別接電容C7的一端和電阻R16的另一端，控制芯片U2的比較器輸入端7腳分別接電阻R15的一端和電阻R14的另一端，控制芯片U2的閾值端6腳分別接電阻R13和電容C6的一端、電阻 R12的另一端，電容C7的另一端與電阻R13及電阻R15的另一端相連并接輸出地G2，電容 C6的另一端分別接電阻Rll的另一端和三極管Tl的集電極，電阻R22與電容C13并聯(lián)，電阻R22的一端接三極管Tl的基極，電阻R22的另一端分別接光電耦合器U5的輸出三極管發(fā)射極3腳、電阻R23的一端，電阻R23的另一端與三極管Tl的發(fā)射極相連并接輸出地G2。本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)對(duì)原電路的部分改進(jìn)，使轉(zhuǎn)換精度和低頻穩(wěn)定性得到提高，轉(zhuǎn)換輸出線性度得到改善。

圖1為本實(shí)用新型的電路連接框圖。圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2所示，一種小型高壓隔離VV變換器的性能改進(jìn)電路，該電路包括電壓頻率變換電路、輔助電路、頻率電壓變換電路，電壓頻率變換電路與頻率電壓變換電路連接， 輔助電路與電壓頻率變換電路連接；電壓頻率變換電路中控制芯片Ul的電流輸出端1腳分別與放大器U4A的反相輸入端2腳、電容C4和電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端接控制電壓輸入端Vi，電容C4 的另一端分別接放大器U4A的輸出端1腳、二極管Dl的負(fù)極、電阻Rl的一端，二極管Dl的正極接輸入地G1，控制芯片Ul的比較器輸入端7腳接電阻Rl的另一端，控制芯片Ul的基準(zhǔn)電流端2腳通過(guò)電阻R4與控制芯片Ul的接地端4腳相連后接輸入地G1，控制芯片Ul的頻率輸出端3腳通過(guò)電阻R9接光電耦合器U5輸入發(fā)光二極管的負(fù)極2腳，控制芯片Ul的內(nèi)部定時(shí)比較器時(shí)間設(shè)置端5腳分別接電容C2和電阻R6的一端，電容C2的另一端接輸入地G1，電阻R5與電容C3并聯(lián)，控制芯片Ul的閾值端6腳分別接電容C3和電阻R3的一端， 電容C3的另一端接輸入地Gl，正供電電壓端+Vl分別接電容Cl的正極、電阻R3和電阻R6 的另一端、控制芯片Ul的電源電壓輸入端8腳及光電耦合器U5輸入發(fā)光二極管的正極1 腳，電容Cl的負(fù)極接輸入地Gl，放大器U4A的正電源輸入端8腳接正供電電壓端+VI，放大器U4A的負(fù)電源輸入端4腳接負(fù)供電電壓端-Vl，放大器U4A的同相輸入端3腳分別接電容 C5和電阻R8的一端，電阻R8的另一端分別接電阻R7和電阻RlO的一端，電阻R7的另一端與電容C5的另一端相連后接輸入地G1，電阻RlO的另一端接電位器Wl的可調(diào)端2腳，電位器Wl的固定端1腳接正供電電壓端+VI，電位器Wl的固定端3腳接負(fù)供電電壓端-Vl ；輔助電路中控制芯片U6的正電源輸入端8腳接正供電電壓端+Vl，控制芯片U6的接地端3腳接輸入地Gl，控制芯片U6的電容正端2腳接電容C14的正極，電容C14的負(fù)極接控制芯片U6的電容負(fù)端4腳，控制芯片U6的輸出端5腳接電容C15的負(fù)極并作為負(fù)供電電壓端-VI，電容C15的正極接輸入地Gl ；頻率電壓變換電路中控制芯片U2的頻率輸出端3腳與控制芯片U2的接地端4腳相連并接輸出地G2，輸出供電電壓端+V2分別接電容Cll的正極、控制芯片U2的電源電壓輸入端8腳、光電耦合器U5的輸出三極管集電極4腳、電阻Rll和電阻R12的一端、電阻 R14和電阻R16的一端、放大器U3A的電源輸入端8腳，電容Cll的負(fù)極接輸出地G2，控制芯片U2的基準(zhǔn)電流端2腳通過(guò)電阻R17接輸出信號(hào)電壓調(diào)節(jié)端Wj，電阻R21與電容C12并聯(lián)，控制芯片U2的電流輸出端1腳分別接電阻R19和電容C8的一端，電阻R19的另一端分別接放大器U3AA的同相輸入端3腳和電容C9的一端，電容C8的另一端和電容C9的另一端相連后接輸出地G2，放大器U3AA的輸出端1腳分別接電阻R20和電容ClO的一端，電阻 R20的另一端分別接輸出電壓端Vo、電阻R21和電阻R18的一端，電阻R21的另一端與放大器U3AA的接地端4腳相連并接輸出地G2，電阻R18的另一端分別接電容ClO的另一端、放大器U3AA的反相輸入端2腳，控制芯片U2的內(nèi)部定時(shí)比較器時(shí)間設(shè)置端5腳分別接電容 C7的一端和電阻R16的另一端，控制芯片U2的比較器輸入端7腳分別接電阻R15的一端和電阻R14的另一端，控制芯片U2的閾值端6腳分別接電阻R13和電容C6的一端、電阻R12 的另一端，電容C7的另一端與電阻R13及電阻R15的另一端相連并接輸出地G2，電容C6的另一端分別接電阻Rl 1的另一端和三極管Tl的集電極，電阻R22與電容C13并聯(lián)，電阻R22 的一端接三極管Tl的基極，電阻R22的另一端分別接光電耦合器U5的輸出三極管發(fā)射極 3腳、電阻R23的一端，電阻R23的另一端與三極管Tl的發(fā)射極相連并接輸出地G2。原電路主要轉(zhuǎn)換控制芯片LM331，其轉(zhuǎn)換線性度直接關(guān)系到轉(zhuǎn)換結(jié)果的準(zhǔn)確性，在電壓頻率變換電路中，通常引起轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生非線性誤差的主要原因是該芯片電流輸出端(1 腳)的輸出阻抗，它使輸出電流隨輸入電壓的變化而變化，因而影響轉(zhuǎn)換精度。為此，在電流輸出端(1腳)和比較器輸入端(7腳)間加入了一個(gè)由運(yùn)算放大器UC904和積分電容構(gòu)成的反相積分器，使電流輸出端(1腳)總是保持低電位，其電壓不隨輸入控制電壓端Vi的變化而改變，從而進(jìn)一步提高并改善轉(zhuǎn)換精度。工作原理在電壓頻率變換電路中，控制芯片Ul的5腳為內(nèi)部定時(shí)比較器的時(shí)間設(shè)置端，定時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短取決于電阻R6和電容C2的乘積；模擬信號(hào)從控制電壓輸入端Vi 輸入，經(jīng)由電阻R2、電容C4及放大器U4AA組成的積分電路后，加到控制芯片Ul的7腳，該腳為芯片Ul內(nèi)部輸入比較器的同相端，根據(jù)上述內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器輸入端電壓的變化，使它們周期性的控制內(nèi)部觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)，并在控制芯片Ul的頻率輸出端(3腳)輸出一定頻率的方波，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)光電耦合器U5。在這里，積分電路的作用是進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換精度，擴(kuò)大輸入范圍。同時(shí)，為得到精確低頻數(shù)據(jù)，提高整體輸出變換精度，減少非線性失真，為此加入由電位器W1、電阻RlO等構(gòu)成的調(diào)零電路，抵消輸入失調(diào)的影響。 在頻率電壓變換電路中，控制芯片U2的5腳為內(nèi)部定時(shí)比較器的時(shí)間設(shè)置端，定時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短取決于電阻R16和電容C7的乘積；從光電耦合器U5隔離傳送過(guò)來(lái)的一定頻率的脈沖信號(hào)，通過(guò)三極管Tl并經(jīng)電阻R22和電容C13組成的微分電路，產(chǎn)生的尖脈沖與電阻R12及電阻R13的分壓疊加后，加到控制芯片U2的閾值端(6腳)，即芯片U2內(nèi)部輸入比較器的反相端。經(jīng)芯片內(nèi)部的各環(huán)節(jié)控制，在控制芯片U2的電流輸出端(1腳)，即電容 C8上獲得電荷積累，脈沖頻率越高，電容C8上的電壓越高。得到的模擬電壓，又經(jīng)過(guò)由放大器U3AA、電阻R18和電阻R20、電容ClO構(gòu)成的跟隨器，將隔離傳送來(lái)的一定頻率的脈沖信號(hào)，最終還原回與輸入模擬電壓相同的電壓。
權(quán)利要求1. 一種小型高壓隔離W變換器的性能改進(jìn)電路，其特征在于該電路包括電壓頻率變換電路、輔助電路、頻率電壓變換電路，所述電壓頻率變換電路與頻率電壓變換電路連接， 所述輔助電路與電壓頻率變換電路連接；所述電壓頻率變換電路中控制芯片Ul的電流輸出端1腳分別與放大器U4A的反相輸入端2腳、電容C4和電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端接控制電壓輸入端Vi，電容C4 的另一端分別接放大器U4A的輸出端1腳、二極管Dl的負(fù)極、電阻Rl的一端，二極管Dl的正極接輸入地G1，控制芯片Ul的比較器輸入端7腳接電阻Rl的另一端，控制芯片Ul的基準(zhǔn)電流端2腳通過(guò)電阻R4與控制芯片Ul的接地端4腳相連后接輸入地G1，控制芯片Ul的頻率輸出端3腳通過(guò)電阻R9接光電耦合器U5輸入發(fā)光二極管的負(fù)極2腳，控制芯片Ul的內(nèi)部定時(shí)比較器時(shí)間設(shè)置端5腳分別接電容C2和電阻R6的一端，電容C2的另一端接輸入地G1，電阻R5與電容C3并聯(lián)，控制芯片Ul的閾值端6腳分別接電容C3和電阻R3的一端， 電容C3的另一端接輸入地Gl，正供電電壓端+Vl分別接電容Cl的正極、電阻R3和電阻R6 的另一端、控制芯片Ul的電源電壓輸入端8腳及光電耦合器U5輸入發(fā)光二極管的正極1 腳，電容Cl的負(fù)極接輸入地Gl，放大器U4A的正電源輸入端8腳接正供電電壓端+VI，放大器U4A的負(fù)電源輸入端4腳接負(fù)供電電壓端-VI，放大器U4A的同相輸入端3腳分別接電容 C5和電阻R8的一端，電阻R8的另一端分別接電阻R7和電阻RlO的一端，電阻R7的另一端與電容C5的另一端相連后接輸入地G1，電阻RlO的另一端接電位器Wl的可調(diào)端2腳，電位器Wl的固定端1腳接正供電電壓端+VI，電位器Wl的固定端3腳接負(fù)供電電壓端-Vl ；所述輔助電路中控制芯片U6的正電源輸入端8腳接正供電電壓端+Vl，控制芯片U6的接地端3腳接輸入地Gl，控制芯片U6的電容正端2腳接電容C14的正極，電容C14的負(fù)極接控制芯片U6的電容負(fù)端4腳，控制芯片U6的輸出端5腳接電容C15的負(fù)極并作為負(fù)供電電壓端-VI，電容C15的正極接輸入地Gl ；所述頻率電壓變換電路中控制芯片U2的頻率輸出端3腳與控制芯片U2的接地端4腳相連并接輸出地G2，輸出供電電壓端+V2分別接電容Cll的正極、控制芯片U2的電源電壓輸入端8腳、光電耦合器U5的輸出三極管集電極4腳、電阻Rll和電阻R12的一端、電阻 R14和電阻R16的一端、放大器U3A的電源輸入端8腳，電容Cll的負(fù)極接輸出地G2，控制芯片U2的基準(zhǔn)電流端2腳通過(guò)電阻R17接輸出信號(hào)電壓調(diào)節(jié)端Wj，電阻R21與電容C12并聯(lián)，控制芯片U2的電流輸出端1腳分別接電阻R19和電容C8的一端，電阻R19的另一端分別接放大器U3AA的同相輸入端3腳和電容C9的一端，電容C8的另一端和電容C9的另一端相連后接輸出地G2，放大器U3AA的輸出端1腳分別接電阻R20和電容ClO的一端，電阻 R20的另一端分別接輸出電壓端Vo、電阻R21和電阻R18的一端，電阻R21的另一端與放大器U3AA的接地端4腳相連并接輸出地G2，電阻R18的另一端分別接電容ClO的另一端、放大器U3AA的反相輸入端2腳，控制芯片U2的內(nèi)部定時(shí)比較器時(shí)間設(shè)置端5腳分別接電容 C7的一端和電阻R16的另一端，控制芯片U2的比較器輸入端7腳分別接電阻R15的一端和電阻R14的另一端，控制芯片U2的閾值端6腳分別接電阻R13和電容C6的一端、電阻R12 的另一端，電容C7的另一端與電阻R13及電阻R15的另一端相連并接輸出地G2，電容C6的另一端分別接電阻Rl 1的另一端和三極管Tl的集電極，電阻R22與電容C13并聯(lián)，電阻R22 的一端接三極管Tl的基極，電阻R22的另一端分別接光電耦合器U5的輸出三極管發(fā)射極 3腳、電阻R23的一端，電阻R23的另一端與三極管Tl的發(fā)射極相連并接輸出地G2。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種小型高壓隔離VV變換器的性能改進(jìn)電路。該電路包括電壓頻率變換電路、輔助電路、頻率電壓變換電路，電壓頻率變換電路與頻率電壓變換電路連接，輔助電路與電壓頻率變換電路連接；本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)對(duì)原電路的部分改進(jìn)，使轉(zhuǎn)換精度和低頻穩(wěn)定性得到提高，轉(zhuǎn)換輸出線性度得到改善。
文檔編號(hào)H02M3/156GK202150797SQ20112028939
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者于亮, 劉云濱, 殷生鳴 申請(qǐng)人:天津市東文高壓電源廠