專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于暫態(tài)電壓記錄儀放大電路中的保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于暫態(tài)電壓記錄儀放大電路中的有源補(bǔ)償高頻保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
目前在電力系統(tǒng)的暫態(tài)電壓記錄儀中，需要記錄頻帶為0 1MHz很寬的電壓信 號(hào)，有時(shí)會(huì)有遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于前置放大器承受范圍的暫態(tài)電壓信號(hào)進(jìn)入放大器回路，就會(huì) 對(duì)該放大器造成損壞?？梢岳脽o(wú)源的穩(wěn)壓二極管或瞬變抑制器并聯(lián)在輸入端對(duì)電 路進(jìn)行保護(hù)，但由于無(wú)源器件存在電容，而且保護(hù)的容量越大，電容量越大，這樣 往往會(huì)對(duì)放大電路的高頻信號(hào)起到衰減作用，從而使放大器模擬帶寬達(dá)不到設(shè)計(jì)的 特性。 發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種可抑制高電壓、保護(hù)放大器不受 損壞的用于暫態(tài)電壓記錄儀放大電路中的保護(hù)電路。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案 一種用于暫態(tài)電壓記錄儀放 大電路中的保護(hù)電路，所述暫態(tài)電壓記錄儀的放大電路包括一分壓器，所述分壓器 輸出端與一運(yùn)算放大器的輸入端連接，所述保護(hù)電路并聯(lián)在所述分壓器的輸出端， 其特征在于它包括一防過(guò)壓電路，所述防過(guò)壓電路的輸出與一補(bǔ)償電路輸入端連 接。
所述防過(guò)壓電路包括四個(gè)穩(wěn)壓二極管，第一、二、三個(gè)所述穩(wěn)壓二極管串聯(lián)， 第四個(gè)所述穩(wěn)壓二極管與第一個(gè)所述穩(wěn)壓二極管并聯(lián)，并聯(lián)后與一電阻的輸入端連 接，所述電阻的輸出端與第三個(gè)所述穩(wěn)壓二極管的輸出端并聯(lián)后接地。
所述補(bǔ)償電路包括一運(yùn)算放大器，第四個(gè)所述穩(wěn)壓二極管的輸入端與所述運(yùn)算 放大器的正向輸入端連接，所述電阻的輸入端與所述運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端連 接，所述運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)串聯(lián)另一電阻與所述運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端連 接。
所述四個(gè)穩(wěn)壓二極管為保護(hù)器件。 所述運(yùn)算放大器組成自舉放大電路。
本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型由于采 用無(wú)源穩(wěn)壓二極管為保護(hù)器件，從而使超出起補(bǔ)償作用的運(yùn)算放大器承受能力的輸入高電壓鉗位在安全的水平，保護(hù)了運(yùn)算放大器不受損壞。2、本實(shí)用新型由于采
用了起補(bǔ)償作用的運(yùn)算放大器組成自舉放大電路，從而使在正常電壓輸入時(shí)，在運(yùn)
算放大器放大范圍內(nèi)對(duì)分壓器的輸入信號(hào)沒(méi)有影響，保證了輸入電壓信號(hào)的高頻響
應(yīng)不受影響，并且保證對(duì)高頻信號(hào)放大的準(zhǔn)確。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)
中各種電壓記錄裝置中。


圖l是本實(shí)用新型的保護(hù)電路原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
如圖1所示，暫態(tài)電壓記錄儀放大電路包括一分壓器l，電壓輸入信號(hào)由分壓
器1的輸入端IN輸入，分壓器1輸出端OUT與一運(yùn)算放大器Ul的輸入端連接。本 實(shí)用新型的保護(hù)電路2并聯(lián)在分壓器1的輸出端0UT。
如圖1所示，分壓器1的功能是為降低輸入電壓的幅值，它包括兩個(gè)阻容電路。 其中第一個(gè)阻容電路由一電阻R1、 一可變電容C1和一電容C2并聯(lián)組成；電阻R1、 電容C]和C2的負(fù)向端并聯(lián)后與第二個(gè)阻容電路串聯(lián)，第二個(gè)阻容電路由一電阻 R2和一電容C3并聯(lián)組成。電阻R2和電容C3負(fù)向端并聯(lián)后接地。
如圖1所示，本實(shí)用新型的保護(hù)電路2包括一防過(guò)壓電路21，防過(guò)壓電路21 的輸出與一起保護(hù)作用的補(bǔ)償電路22輸入端連接。
如圖1所示，本實(shí)用新型的防過(guò)壓電路21包括四個(gè)無(wú)源穩(wěn)壓二極管D1 D4， 負(fù)向?qū)ǚ€(wěn)壓二極管Dl、 D2與正向?qū)ǚ€(wěn)壓二極管D3串聯(lián)。正向?qū)ǚ€(wěn)壓二極管 D4與穩(wěn)壓二極管D1并聯(lián)，并聯(lián)后與一電阻R3的輸入端連接，電阻R3的輸出端與 穩(wěn)壓二極管D3的負(fù)向輸出端并聯(lián)后接地。
如圖1所示，本實(shí)用新型的補(bǔ)償電路22包括一運(yùn)算放大器U2，穩(wěn)壓二極管D4 的正向端與運(yùn)算放大器U2的正向輸入端連接，電阻R3的輸入端與運(yùn)算放大器U2 的負(fù)向輸入端連接。運(yùn)算放大器U2的輸出端通過(guò)串聯(lián)一電阻R4與運(yùn)算放大器U2 的負(fù)向輸入端連接，組成自舉放大電路。
本實(shí)用新型在應(yīng)用中，可根據(jù)運(yùn)算放大器的承受能力選擇不同的穩(wěn)壓二極管， 這樣可以改變穩(wěn)定電壓的范圍。由于本實(shí)用新型采用無(wú)源的穩(wěn)壓二極管D1 D4作 為主要保護(hù)器件，因此經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓二極管D1 D4后的穩(wěn)定電壓介于運(yùn)算放大器Ul、 U2最大允許輸入電壓范圍內(nèi)。但是由于穩(wěn)壓二極管D1 D4不導(dǎo)通時(shí)，穩(wěn)壓二極管 D1 D4的PN結(jié)上的等效電容會(huì)改變前一級(jí)分壓器的分壓比，因此影響輸入電壓的 高頻響應(yīng)，使輸入電壓高頻信號(hào)幅值降低。因此，為了減少穩(wěn)壓二極管D1 D4上的等效電容對(duì)輸入電壓高頻信號(hào)的衰減，利用運(yùn)算放大器U2組成一個(gè)自舉放大電 路對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。綜上所述，本實(shí)用新型的保護(hù)電路有以下兩種情況
情況一、在正常輸入電壓信號(hào)范圍內(nèi)，運(yùn)算放大器U2的輸出跟隨輸入電壓信
號(hào)變化。運(yùn)算放大器U2的正、負(fù)輸入端上的電壓差近似為零，使得穩(wěn)壓二極管D1、 D4的兩端電壓也近似為零，流過(guò)穩(wěn)壓二極管D1、 D4的電流也近似為零。因此對(duì)前 級(jí)分壓器的分壓比的影響可以忽略不記，由運(yùn)算放大器U2提供給穩(wěn)壓二極管D2、 D3上的電流，從而減少穩(wěn)壓二極管D1 D4上的電容對(duì)輸入高頻信號(hào)的衰減；
情況二、當(dāng)輸入電壓信號(hào)高于運(yùn)算放大器U2的輸出能力時(shí)，運(yùn)算放大器U2的 負(fù)向輸入端上的電壓無(wú)法繼續(xù)跟隨正向輸入端上電壓的升高而升高。這時(shí)，穩(wěn)壓二 極管按照D4-D2-D3導(dǎo)通，也就是輸入電壓信號(hào)相對(duì)地為正電壓信號(hào)；或穩(wěn)壓二極 管按照Dl-D2-D3導(dǎo)通，也就是輸入電壓信號(hào)相對(duì)地為負(fù)電壓信號(hào)。電壓信號(hào)經(jīng)過(guò) 穩(wěn)壓二極管D4正向?qū)ɑ蚍€(wěn)壓二極管Dl負(fù)向?qū)?，高電壓由起穩(wěn)壓作用的穩(wěn)壓二 極管D2或D3反相鉗位釋放掉，從而使輸入最高電壓鉗位在安全的水平，保護(hù)后級(jí) 運(yùn)算放大器U1以及起補(bǔ)償作用的運(yùn)算放大器U2不受損壞。
上述實(shí)施例中，還可以在結(jié)構(gòu)和連接上有其它變化，基于本實(shí)用新型技術(shù)方案 上的變化和改進(jìn)，不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求1、一種用于暫態(tài)電壓記錄儀放大電路中的保護(hù)電路，所述暫態(tài)電壓記錄儀的放大電路包括一分壓器，所述分壓器輸出端與一運(yùn)算放大器的輸入端連接，所述保護(hù)電路并聯(lián)在所述分壓器的輸出端，其特征在于它包括一防過(guò)壓電路，所述防過(guò)壓電路的輸出與一補(bǔ)償電路輸入端連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種用于暫態(tài)電壓記錄儀放大電路中的保護(hù)電路，其 特征在于所述防過(guò)壓電路包括四個(gè)穩(wěn)壓二極管，第一、二、三個(gè)所述穩(wěn)壓二極管 串聯(lián)，第四個(gè)所述穩(wěn)壓二極管與第一個(gè)所述穩(wěn)壓二極管并聯(lián)，并聯(lián)后與一電阻的輸 入端連接，所述電阻的輸出端與第三個(gè)所述穩(wěn)壓二極管的輸出端并聯(lián)后接地。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種用于暫態(tài)電壓記錄儀放大電路中的保護(hù)電路，其 特征在于所述補(bǔ)償電路包括一運(yùn)算放大器，第四個(gè)所述穩(wěn)壓二極管的輸入端與所 述運(yùn)算放大器的正向輸入端連接，所述電阻的輸入端與所述運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入 端連接，所述運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)串聯(lián)另 一 電阻與所述運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入 端連接。
4、 如權(quán)利要求1或2或3所述的一種用于暫態(tài)電壓記錄儀放大電路中的保護(hù) 電路，其特征在于所述四個(gè)穩(wěn)壓二極管為保護(hù)器件。
5、 如權(quán)利要求1或2或3所述的一種用于暫態(tài)電壓記錄儀放大電路中的保護(hù) 電路，其特征在于所述運(yùn)算放大器組成自舉放大電路。
6、 如權(quán)利要求4所述的一種用于暫態(tài)電壓記錄儀放大電路中的保護(hù)電路，其 特征在于所述運(yùn)算放大器組成自舉放大電路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于暫態(tài)電壓記錄儀放大電路中的保護(hù)電路，暫態(tài)電壓記錄儀的放大電路包括一分壓器，分壓器輸出端與一運(yùn)算放大器的輸入端連接，保護(hù)電路并聯(lián)在分壓器的輸出端，其特征在于它包括一防過(guò)壓電路，防過(guò)壓電路的輸出與一補(bǔ)償電路輸入端連接。本實(shí)用新型由于采用無(wú)源穩(wěn)壓二極管為保護(hù)器件，從而使超出起補(bǔ)償作用的運(yùn)算放大器承受能力的輸入高電壓鉗位在安全的水平，保護(hù)了運(yùn)算放大器不受損壞。本實(shí)用新型由于采用了起補(bǔ)償作用的運(yùn)算放大器組成自舉放大電路，從而使在正常電壓輸入時(shí)，在運(yùn)算放大器放大范圍內(nèi)對(duì)分壓器的輸入信號(hào)沒(méi)有影響，保證了輸入電壓信號(hào)的高頻響應(yīng)不受影響，并且保證對(duì)高頻信號(hào)放大的準(zhǔn)確。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中各種電壓記錄裝置中。
文檔編號(hào)G01R1/36GK201402277SQ20092010751
公開(kāi)日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者李忠晶, 畢建剛, 鞠登峰 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院