專利名稱：高壓檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓檢測電路，尤其涉及一種用于交流變頻電器的高壓檢測電路。
背景技術(shù)：
交流變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電氣傳動(dòng)的主要發(fā)展方向之一，它不僅調(diào)速性能優(yōu)越，而且節(jié)能效果良好。目前，變頻調(diào)速技術(shù)已廣泛應(yīng)用于低壓(380V)電動(dòng)機(jī)，對于像空調(diào)等電器產(chǎn)品也已經(jīng)采用交流變頻技術(shù)，以達(dá)到節(jié)能的效果。
交流變頻空調(diào)的變頻技術(shù)是利用改變電源頻率來調(diào)節(jié)交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，其通過把工頻交流電轉(zhuǎn)換為直流電源，并把它送到功率模塊，同時(shí)模塊受微電腦送來的控制信號控制，輸出頻率可調(diào)的交變電源，電源頻率越高則壓縮機(jī)輸出功率越高，從而控制壓縮機(jī)的排量，以實(shí)現(xiàn)空調(diào)的調(diào)節(jié)制冷量或供熱量的要求，避免了傳統(tǒng)空調(diào)在使用中室內(nèi)溫度波動(dòng)較大，且因啟動(dòng)電流大，易對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊的缺點(diǎn)，在高效、節(jié)能、舒適等許多方面更好的滿足了人們的需求。
為了保證壓縮機(jī)輸出功率不因電網(wǎng)波動(dòng)而變化，就要根據(jù)高壓檢測電路的AD值改變PWM值。目前經(jīng)常采用的電路如

圖1所示。請參照圖1，其主要由一運(yùn)算放大器U203A和一高性能的光電隔離放大器U202組成。通過如圖1所示的電路將交變信號濾除，再將得到的直流分量送往AD轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字化的電壓送往控制電路，控制空調(diào)電壓的占空比，從而調(diào)整動(dòng)力電的有效值，達(dá)到穩(wěn)定動(dòng)力電壓的目的。
如圖1所示，該運(yùn)算放大器U203A采用雙低功耗運(yùn)算放大器LM358，該光電隔離放大器U202采用高共模抑制比隔離放大器HCPL7820。該光電隔離放大器U202通過一個(gè)三端穩(wěn)壓芯片U201將電源VdNP的電壓降至+5V后輸出給光電隔離放大器U202的第一工作電壓端Vdd1，且一+5V的電源也直接提供給該光電隔離放大器U202的第二工作電壓端Vdd2，以滿足光電隔離放大器U202的工作電壓條件，并且接地端GND2直接接地，使其可以正常工作。
分壓電阻R201和R202串聯(lián)，連接在外電壓正端Vdc+和外電壓負(fù)端Vdc-之間。電阻R201和R202的節(jié)點(diǎn)與光電隔離放大器U202的輸入端Vin+之間連接一分壓電阻R203，在光電隔離放大器U202的輸入端Vin+形成一輸入電壓。外電壓負(fù)端Vdc-在光電隔離放大器U202的輸入端Vin-形成另一輸入電壓。并且，三端穩(wěn)壓芯片U201的另一輸出端以及接地端GND1均與外電壓負(fù)端Vdc-連接。
在光電隔離放大器U202的第一工作電壓端Vdd1和輸入端Vin-、接地端GND1之間以及輸入端Vin+和接地端GND1之間分別各自連接有一電容C202及C201，在該第二工作電源端Vdd2與地之間連接一電容C204，該第二工作電源端Vdd2與接地端GND2也連接一電容C203，這些電容均作濾波用，避免電源電壓對電路的干擾。
該運(yùn)算放大器U203A的電源控制端一端接+5V電源，一端接地；其同相輸入端與光電隔離放大器U202的輸出端Vout+通過一分壓電阻R204相連接，其反相輸入端與光電隔離放大器U202的輸出端Vout-通過一分壓電阻R205相連接。在該運(yùn)算放大器U203A輸出端進(jìn)行檢測電壓采樣DCVolt1，并在輸出端與反相輸入端之間連接一由電阻R207與電容C206并聯(lián)組成的RC濾波器；在該運(yùn)算放大器同相輸入端與地之間也同樣連接一由電阻R206與電容C205組成的RC濾波器。該電路中RC濾波器的作用是將附加在有用信號上的交流變化濾除，也即濾波的作用。RC濾波器是采用模擬的方式進(jìn)行濾波，其原理可以簡要的描述為，它對于信號呈現(xiàn)出低通特性，如果信號高于截止頻率的話，信號將會(huì)被濾除，留下的就是信號的直流分量，而對于此電路來講，有用的信號就是直流信號，通過濾波將交變信號濾除，再將得到的直流分量送往AD轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字化的電壓送往控制電路，控制空調(diào)電壓的占空比，從而調(diào)整動(dòng)力電的有效值，達(dá)到穩(wěn)定動(dòng)力電壓的目的。
請參照圖1及圖2，三端穩(wěn)壓芯片U201將電源VdNP的電壓降至+5V后輸出給光電隔離放大器U202的第一工作電壓端Vdd1，且一+5V的電源也直接提供給該光電隔離放大器U202的第二工作電壓端Vdd2，以滿足光電隔離放大器U202的工作電壓條件，使其正常工作。并通過電容C202的電源濾波作用，克服電源的干擾。經(jīng)過電阻R201、R202分壓后，再通過電阻R203的分壓，在光電隔離放大器U202的輸入端Vin+輸入模擬信號，該信號通過如圖2所示的光電隔離放大器U202的內(nèi)部電路的處理后在接收端形成相應(yīng)的模擬電壓信號從輸出端向外輸出。該輸出電壓經(jīng)電阻R204、R205分壓后分別從運(yùn)算放大器的同相輸入端和反相輸入端輸入，經(jīng)運(yùn)算放大器后輸出，并且輸出的是符合要求的檢測電壓DCVolt1。它會(huì)送到后一級的AD中去，用來控制動(dòng)力電的脈寬。
上述電路雖然達(dá)到了要求，但由于其中的芯片和元件數(shù)量較多，尤其是高性能的光電隔離放大器U202的成本極為昂貴，在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)造成成本的增加，具有一定的缺陷，有待加以改善。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有高壓檢測電路的缺陷，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種采用較低成本的電阻元件代替現(xiàn)有的光電隔離放大器U202以實(shí)現(xiàn)同樣目的的高壓檢測電路，從而降低生產(chǎn)成本。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種高壓檢測電路，其包括一由運(yùn)算放大器組成的差動(dòng)放大電路，其中該運(yùn)算放大器同相輸入端和反相輸入端各自串聯(lián)有至少一個(gè)隔離電阻；該電路在運(yùn)算放大器兩輸入端間形成差動(dòng)輸入電壓，經(jīng)運(yùn)算放大器放大后在輸出端形成檢測電壓。
所述的高壓檢測電路，其中在該運(yùn)算放大器輸出端與連接在電源控制端上的電源之間連接有一嵌位二極管。
所述的高壓檢測電路，其中在該運(yùn)算放大器輸出端與反相輸入端之間連接有一反饋電阻，以穩(wěn)定該電路，改善放大器的特性。
所述的高壓檢測電路，其中該隔離電阻可為四個(gè)電阻串聯(lián)連接而成。
通過本實(shí)用新型的電路，大大減少了電路中的電子元件數(shù)量，且采用的均為廉價(jià)的電子元件，極大地降低了生產(chǎn)成本。
附圖簡要說明
以下結(jié)合附圖，通過對本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述，將使本實(shí)用新型的技術(shù)方案和有益效果顯而易見。
附圖中，圖1是現(xiàn)有的高壓檢測電路的線路圖；圖2是圖1中光電隔離放大器U202的功能圖；圖3是本實(shí)用新型的高壓檢測電路的線路圖。
具體實(shí)施方式
請參照圖3，其為一種高壓檢測電路的線路圖，其包括一差動(dòng)放大電路，其中包括一具有同相輸入端3、反相輸入端2以及輸出端1的運(yùn)算放大器U303。該運(yùn)算放大器U303可采用型號為LM358的雙通道低功耗運(yùn)算放大器，也可采用其他型號的可實(shí)現(xiàn)同樣功能的運(yùn)算放大器，而這也應(yīng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。該運(yùn)算放大器U303按通常的方式與電源VCC和系統(tǒng)地線相連接，該運(yùn)算放大器U303的電源控制端8接電源VCC，電源控制端4接地。
該電路在運(yùn)算放大器U303的同相輸入端3上串接有至少一隔離電阻。而本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例是在運(yùn)算放大器U303的同相輸入端3上形成一回路，是由電阻R312和四個(gè)電阻串聯(lián)組成的分壓網(wǎng)絡(luò)。該回路接在外電壓正端Vdc+與系統(tǒng)地線之間。本實(shí)用新型較佳的采用了四個(gè)相同阻值的電阻R307～R310與電阻R312串聯(lián)以進(jìn)行隔離分壓，在電阻R312、R310之間的節(jié)點(diǎn)與運(yùn)算放大器U303的同相輸入端3相連。電阻R312起保護(hù)作用。
該電路還在運(yùn)算放大器U303的反相輸入端2上串聯(lián)有至少一個(gè)隔離電阻。本實(shí)用新型較佳的采用了四個(gè)與電阻R307～R310相同的電阻R314～R317串聯(lián)。并在另一端與外電壓負(fù)端Vdc-相連接。
該電路中電源VCC與運(yùn)算放大器U303之間連接一二極管D307，該二極管D307的陽極與運(yùn)算放大器U303輸出端1連接，陰極與電源VCC連接，其作用在于嵌位保護(hù)；該二極管可采用型號為IN4148的二極管，當(dāng)然，也可以采用其他型號的可替換的二極管。
該電路在運(yùn)算放大器U303反相輸入端2與輸出端1之間還有一回路。反饋電阻R318連接在運(yùn)算放大器U303反相輸入端2與輸出端1之間，并且其規(guī)格與電阻R312相同。其作用是用來組成一個(gè)差分的負(fù)反饋放大電路，負(fù)反饋放大電路的特點(diǎn)就是穩(wěn)定，而且可以改善放大器的特性(例如改善帶寬等)，但是犧牲了增益。一般來講，在運(yùn)放的輸出端還可以再接一個(gè)跟隨器，那樣效果會(huì)更好，可以用LM358的另一個(gè)運(yùn)放搭一個(gè)射隨器。
在運(yùn)算放大器U303輸出端1進(jìn)行檢測電壓DCVOLT的采樣。它會(huì)送到后一級的AD中去，用來控制動(dòng)力電的脈寬。
該電路的工作過程如下所述外電壓通過分壓電阻分壓后在運(yùn)算放大器U303同相輸入端3輸入，與運(yùn)算放大器U303反相輸入端2的參考信號形成差動(dòng)輸入，經(jīng)過運(yùn)算放大器后在輸出端1輸出檢測電壓DCVOLT，并送到后一級的AD中去，用來控制動(dòng)力電的脈寬，從而可以根據(jù)本檢測電路的AD值，改變PWM值。本電路中的反饋電阻R318用來形成一負(fù)反饋電路，穩(wěn)定運(yùn)算放大器及改善其特性。
通過如圖3所示的檢測電路，本實(shí)用新型采用R307～R310及R314～R317實(shí)現(xiàn)對輸入和輸出的隔離，在如圖3中，Vi＝(Vdc-)-(Vdc+)Rf＝R318R1＝R307+R308+R309+R310Vo＝(-Rf/R1)×Vi其中，Vi為本實(shí)用新型較佳電路的輸入電壓，Vo為輸出電壓，Rf為運(yùn)算放大器放大電路部分的反饋電阻，R1為隔離電阻。
通過本實(shí)用新型，采用差動(dòng)輸入和用電阻R307～R310及R314～R317實(shí)現(xiàn)對輸入和輸出的隔離，取代光電隔離放大器U202，大大降低了生產(chǎn)成本。
可以理解的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出各種相應(yīng)的改變和變形，而所有的這些改變和變形，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型后附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種高壓檢測電路，其包括一由運(yùn)算放大器組成的差動(dòng)放大電路，其特征在于，該運(yùn)算放大器同相輸入端和反相輸入端各自串聯(lián)有至少一個(gè)隔離電阻；該電路在運(yùn)算放大器兩輸入端間形成差動(dòng)輸入電壓，經(jīng)運(yùn)算放大器放大后在輸出端形成檢測電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓檢測電路，其特征在于，在該運(yùn)算放大器輸出端與弱電源之間連接有一嵌位二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓檢測電路，其特征在于，在該運(yùn)算放大器輸出端與反相輸入端之間連接有一反饋電阻，以穩(wěn)定該電路，改善放大器的特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓檢測電路，其特征在于，該隔離電阻可為四個(gè)電阻串聯(lián)連接而成。
專利摘要一種高壓檢測電路，其包括一由運(yùn)算放大器組成的差動(dòng)放大電路，其中，該運(yùn)算放大器同相輸入端和反相輸入端各自串聯(lián)有至少一個(gè)隔離電阻；該電路在運(yùn)算放大器兩輸入端間形成差動(dòng)輸入電壓，經(jīng)運(yùn)算放大器放大后在輸出端形成檢測電壓，并送到后一級的AD轉(zhuǎn)換口，實(shí)現(xiàn)檢測網(wǎng)絡(luò)電壓的波動(dòng)。因此，采用低成本的電阻元件取代高成本的集成芯片以達(dá)到同樣的隔離作用，大大降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
文檔編號G01R19/00GK2634488SQ0324020
公開日2004年8月18日 申請日期2003年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月6日
發(fā)明者李志娟, 王永祿 申請人:深圳市和而泰電子科技有限公司