專利名稱：一種帶隔離的模擬電壓采集電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶隔離的信號(hào)采集電路。
背景技術(shù)：
在用電信息采集終端功能系統(tǒng)中，經(jīng)常要用到對(duì)電壓和電流的模擬量采集，為了減少環(huán)境噪聲對(duì)測(cè)試電路的影響，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，往往將被測(cè)電路與測(cè)試電路在電氣上進(jìn)行隔離。現(xiàn)有技術(shù)直流模擬采集電路一般由一個(gè)Ι/ν轉(zhuǎn)換器和一片MCU組成，此電路雖然簡(jiǎn)單，但與其它電氣非隔離，在外界引入EMC干擾時(shí)會(huì)影響終端其它部分性能。所以必須采用隔離，這就需要光電耦合器，普通光電耦合器具有非線性電流傳輸特性，這對(duì)于數(shù)字量和開關(guān)量的傳輸不成問題，但對(duì)于模擬量的傳輸精度則很差。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實(shí)用新型提供一種測(cè)量精度高、線性度好的帶隔離的模擬電壓采集電路。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是:一種帶隔離的模擬電壓采集電路，包括將高壓信號(hào)進(jìn)行分壓的分壓電路，所述的分壓電路連接一運(yùn)放Ul，所述的運(yùn)放Ul的輸出端連接一光耦隔離芯片HCNR201，所述的光耦隔離芯片HCNR201的反饋輸出端連接所述運(yùn)放Ul的反向輸入端，所述光耦隔離芯片HCNR201的輸出端連接一運(yùn)放U2，所述的運(yùn)放U2的輸出端連接MCU的A/D檢測(cè)端。作為優(yōu)選，運(yùn)放Ul和運(yùn)放U2均采用TLC2272芯片。作為優(yōu)選，運(yùn)放Ul和運(yùn)放U2的反向輸入端和輸出端之間分別連接有補(bǔ)償電容C220和C221，所述的運(yùn)放U2的輸出端連接有電阻R284。將經(jīng)分壓的信號(hào)連接一運(yùn)放U1，然后連接一光耦隔離芯片HCNR201，再經(jīng)運(yùn)放U2后連接到MCU的A/D檢測(cè)端，以此測(cè)得模擬電壓值。運(yùn)放Ul與光耦隔離芯片HCNR201的反饋端輸出形成負(fù)反饋，光耦隔離芯片HCNR201的輸出電流與輸入電壓之間是成嚴(yán)格的線性比例關(guān)系的，通過運(yùn)放U2以及電阻R284將輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓，則最終實(shí)現(xiàn)輸出電壓與輸入電壓的精密線性關(guān)系。運(yùn)放Ul和運(yùn)放U2均采用TLC2272芯片，精度較高。運(yùn)放Ul和運(yùn)放U2的反向輸入端和輸出端之間分別連接有補(bǔ)償電容C220和C221，用于改進(jìn)電路穩(wěn)定性、減小電路輸出噪聲及限制電路的工作帶寬。本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型的電壓模擬量經(jīng)過運(yùn)放放大后直接連接到光耦隔離，再經(jīng)過運(yùn)放放大后傳送到A/D檢測(cè)端，則即可計(jì)算出最初的電壓值，本實(shí)用新型測(cè)量線性度好，測(cè)量精度高，而且耐高壓。

圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的電路示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1、2所示，一種帶隔離的模擬電壓采集電路，包括將高壓信號(hào)進(jìn)行分壓的分壓電路I，分壓電路連接一運(yùn)放Ul，所述的運(yùn)放Ul的輸出端連接一光耦隔離芯片HCNR201，所述的光耦隔離芯片HCNR201的反饋輸出端連接所述運(yùn)放Ul的反向輸入端，光耦隔離芯片HCNR201的輸出端連接一運(yùn)放U2，運(yùn)放U2的輸出端連接MCU的A/D檢測(cè)端2。運(yùn)放Ul和運(yùn)放U2均采用TLC2272芯片。運(yùn)放Ul和運(yùn)放U2的反向輸入端和輸出端之間分別連接有補(bǔ)償電容C220和C221，所述的運(yùn)放U2的輸出端連接有電阻R284。光耦隔離芯片HCNR201由高性能發(fā)光二極管LED及具有嚴(yán)格比例關(guān)系的光電二極管PDl和PD2構(gòu)成，光耦隔離芯片HCNR201原理圖如圖2所示。LED發(fā)出的光被TOl、PD2接收，其中PD2用于產(chǎn)生輸出電流；PD1用于伺服反饋上，對(duì)發(fā)光LED的導(dǎo)通電流予以補(bǔ)償，改善輸入與輸出電路間的線性和溫度特性。這種結(jié)構(gòu)保證了線性光耦的高穩(wěn)定性和高線性度。將高壓信號(hào)經(jīng)過分壓電路分壓后，經(jīng)分壓的信號(hào)連接一運(yùn)放U1，然后連接一光耦隔離芯片HCNR201，再經(jīng)運(yùn)放U2后連接到MCU的A/D檢測(cè)端，以此測(cè)得模擬電壓值。當(dāng)輸入電壓變化時(shí)，LED電流隨著調(diào)整所以流過HH的電流IPDl跟隨著輸入電壓變化，又PD2與PDl成嚴(yán)格比例關(guān)系，同樣IPD2跟隨輸入電壓變化，通過運(yùn)放U2及電阻R284將IPD2轉(zhuǎn)換成輸出電壓，最終實(shí)現(xiàn)輸出電壓與輸入電壓的精密線性關(guān)系。運(yùn)放Ul和運(yùn)放U2均采用TLC2272芯片，精度較高。運(yùn)放Ul和運(yùn)放U2的反向輸入端和輸出端之間分別連接有補(bǔ)償電容C220和C221，用于改進(jìn)電路穩(wěn)定性、減小電路輸出噪聲及限制電路的工作帶寬。本實(shí)用新型的電壓模擬量經(jīng)過運(yùn)放放大后直接連接到光耦隔離，再經(jīng)過運(yùn)放放大后傳送到A/D檢測(cè)端，則即可計(jì)算出最初的電壓值，本實(shí)用新型測(cè)量線性度好，測(cè)量精度聞，而且耐聞壓。
權(quán)利要求1.一種帶隔離的模擬電壓采集電路，包括將高壓信號(hào)進(jìn)行分壓的分壓電路，其特征在于:所述的分壓電路連接一運(yùn)放Ul，所述的運(yùn)放Ul的輸出端連接一光耦隔離芯片HCNR201，所述的光耦隔離芯片HCNR201的反饋輸出端連接所述運(yùn)放Ul的反向輸入端，所述光耦隔離芯片HCNR201的輸出端連接一運(yùn)放U2，所述的運(yùn)放U2的輸出端連接MCU的A/D檢測(cè)端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶隔離的模擬電壓采集電路，其特征在于:所述的運(yùn)放Ul和運(yùn)放U2均采用TLC2272芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶隔離的模擬電壓采集電路，其特征在于:所述的運(yùn)放Ul和運(yùn)放U2的反向輸入端和輸 出端之間分別連接有補(bǔ)償電容C220和C221，所述的運(yùn)放U2的輸出端連接有電阻R284。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種帶隔離的模擬電壓采集電路，包括將高壓信號(hào)進(jìn)行分壓的分壓電路，所述的分壓電路連接一運(yùn)放U1，所述的運(yùn)放U1的輸出端連接一光耦隔離芯片HCNR201，所述的光耦隔離芯片HCNR201的反饋輸出端連接所述運(yùn)放U1的反向輸入端，所述光耦隔離芯片HCNR201的輸出端連接一運(yùn)放U2，所述的運(yùn)放U2的輸出端連接MCU的A/D檢測(cè)端。本實(shí)用新型的電壓模擬量經(jīng)過運(yùn)放放大后直接連接到光耦隔離，再經(jīng)過運(yùn)放放大后傳送到A/D檢測(cè)端，則即可計(jì)算出最初的電壓值，本實(shí)用新型測(cè)量線性度好，測(cè)量精度高，而且耐高壓。
文檔編號(hào)G01R15/22GK203084068SQ20122075347
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者胡志志, 吳偉宗, 王愛吉 申請(qǐng)人:寧波偉吉電力科技有限公司