一種高頻除塵電源諧振電流的積分電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高頻除塵電源諧振電流的積分電路，包括電流檢測電路、絕對值電路、光耦隔離電路、反相電路、積分電路、限幅濾波電路和積分開關(guān)電路，其中電流檢測電路、絕對值電路、光耦隔離電路、反相電路和積分電路依次相連，限幅濾波電路和積分開關(guān)電路均與積分電路相連。該電路原理簡單，抗干擾能力強(qiáng)，能精準(zhǔn)的反應(yīng)測量值，線性度好，實(shí)用性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】一種高頻除塵電源諧振電流的積分電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種高頻除塵電源諧振電流的積分電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步和社會的發(fā)展，新型的高頻除塵電源應(yīng)運(yùn)而生，如何實(shí)現(xiàn)對電源的有效控制，必然離不開對電源信號的檢測，而由于高頻高壓電源的電場與磁場環(huán)境復(fù)雜，干擾嚴(yán)重，目前常用的信號檢測電路已經(jīng)很難達(dá)到對信號的檢測要求，抗干擾能力弱，測量信號范圍小，很難適應(yīng)高頻高壓電源的電場與磁場環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有的信號檢測電路不能適應(yīng)高頻高壓電源的問題，本發(fā)明的目的是提供一種高頻除塵電源諧振電流的積分電路，該電路采用霍爾電流互感器采樣高頻諧振電流信號，通過并聯(lián)電阻將電流信號變換成電壓信號，模擬電路對高頻電壓信號進(jìn)行處理，將交流信號取絕對值后進(jìn)行光耦隔離處理，將模擬信號與數(shù)字信號隔離，減少互相影響，再對信號進(jìn)行取反并積分，并且積分是可控的，最后把經(jīng)過濾波處理的信號送入DSP。本電路能對高頻除塵電源的諧振電流有效檢測。
[0004]本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特征在于:該電路包括電流檢測電路、絕對值電路、光耦隔離電路、反相電路、積分電路、限幅濾波電路和積分開關(guān)電路，其中電流檢測電路、絕對值電路、光耦隔離電路、反相電路和積分電路依次相連，限幅濾波電路和積分開關(guān)電路均與積分電路相連。
[0005]所述的電流檢測電路中，霍爾電流互感器感應(yīng)高頻諧振電流,并聯(lián)接入電阻Rl,將輸出側(cè)的感應(yīng)電流變換為電壓，通過并聯(lián)電容Cl和瞬態(tài)抑制二極管Tl減少干擾信號對電路的影響。
[0006]所述的絕對值電路包括:運(yùn)算放大器Ul1、U12、電阻R2-R10、二極管Dl、D2、電容C2，其中:電阻R2與運(yùn)算放大器Ull負(fù)相相連，電阻R3與運(yùn)算放大器Ull正相相連，運(yùn)算放大器Ull負(fù)相與輸出端并聯(lián)二極管D1，二極管D2接運(yùn)算放大器Ull的輸出端，電阻R4、R5串聯(lián)，并聯(lián)在運(yùn)算放大器Ull的負(fù)相與二極管D2陽極之間，電阻R7串接在二極管D2陽極與運(yùn)算放大器U12負(fù)相之間，電阻R8、R9串聯(lián)后與電容C2并聯(lián)，同時(shí)并聯(lián)在運(yùn)算放大器U12負(fù)相與輸出端之間，電阻R6并接在運(yùn)算放大器U12負(fù)相與電阻R2輸入端之間，運(yùn)算放大器U12正相接電阻R10，同時(shí)電阻RlO另一端接模擬地。通過調(diào)節(jié)電阻R5、R8實(shí)現(xiàn)對絕對值電路的微調(diào)，此絕對值電路能不失真的對高頻電壓信號取絕對值。
[0007]所述的光耦隔離電路包括:運(yùn)算放大器U21、U41、光耦U3、電阻R11-R13和電容C13，其中:電阻Rll與運(yùn)算放大器U21負(fù)相連接，電容C3并聯(lián)在運(yùn)算放大器U21的負(fù)相與輸出端之間，電阻R12連接運(yùn)算放大器U21輸出端與光耦U3的I號引腳，運(yùn)算放大器U21負(fù)相接模擬地，電容C4與電阻R13并聯(lián)后接在運(yùn)算放大器U41輸出端與負(fù)相之間，光耦U3的5腳與運(yùn)算放大器U41的負(fù)相接數(shù)字地，實(shí)現(xiàn)模擬信號與數(shù)字信號的隔離，減少了信號干擾。
[0008]所述的反相電路包括:運(yùn)算放大器U51、電阻R14-R17和電容C5-C7，其中:電阻R14與運(yùn)算放大器U51負(fù)相相連，電阻R16、R17串聯(lián)后與電容C5并聯(lián)，并接在運(yùn)算放大器U51負(fù)相與輸出端之間，其中電阻R17可以對運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)實(shí)現(xiàn)微調(diào)，電容C5起到降噪的作用，電阻R15與運(yùn)算放大器U51正相相連后接數(shù)字地，電容C6與C7分別于運(yùn)算放大器U51的供電端相連，然后再與數(shù)字地相連，起到濾波的作用，本電路實(shí)現(xiàn)對信號的取反。
[0009]所述的積分電路包括:運(yùn)算放大器U52、電阻R18、R19和電容C8，其中:電阻R18與運(yùn)算放大器U52的負(fù)相相連，電阻R19與運(yùn)算放大器U52的正相相連，電容CS連接在運(yùn)算放大器U52的負(fù)相與輸出端之間,對信號進(jìn)行積分。
[0010]所述的限幅濾波電路包括:電阻R20、電容C9、穩(wěn)壓二極管D3，其中:電容C9與穩(wěn)壓二極管D3并聯(lián)后一端與電阻R20輸出端連接，另一端接數(shù)字地，電阻R20將運(yùn)算放大器U52輸出的信號輸送給DSP處理，其中穩(wěn)壓二極管D3起到穩(wěn)壓的作用，將輸出的電壓信號維持在一定范圍內(nèi)，電阻R20與電容C9組成低通濾波電路，對信號進(jìn)行濾波處理。
[0011]所述的積分開關(guān)電路包括:電阻R21-R24、電容C10、穩(wěn)壓二極管D4、電子開關(guān)U6和光耦U7，其中:來自DSP的控制信號經(jīng)過電阻R24送給光耦U7的4腳，電阻R22與穩(wěn)壓二極管D4串聯(lián)構(gòu)成鉗位電路，并與電子開關(guān)U6的5腳和光耦U7的7、8兩腳相連，同時(shí)連接電容ClO進(jìn)行濾波處理，電阻R23連接在電子開關(guān)U6的4腳和光耦U7的7腳之間，同時(shí)電子開關(guān)U6的4腳和光耦U7的6腳短路，電子開關(guān)U6的1、2兩腳并聯(lián)在電容CS上，實(shí)現(xiàn)對積分電路的開關(guān)。
[0012]本發(fā)明過程如下:首先由電流檢測電路將諧振電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，同時(shí)由絕對值電路對電壓信號取絕對值，并經(jīng)光耦隔離電路進(jìn)行隔離處理，再由反相電路對信號取反，取反后再由積分電路對信號進(jìn)行積分，最后經(jīng)過限幅濾波電路送往DSP處理，而積分電路由積分開關(guān)電路進(jìn)行控制。
[0013]與現(xiàn)在技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:第一、用模擬電路對高頻高壓電源的諧振電流進(jìn)行處理，電路簡單，易于實(shí)現(xiàn)；第二、通過電路處理可以實(shí)現(xiàn)交流信號前后兩個(gè)半波的積分比較；第三、通過模擬信號與數(shù)字信號的隔離，大大的減少了外部的干擾，增加檢測信號的實(shí)用性；第四、積分后的電壓信號經(jīng)過限幅濾波電路可直接送給DSP處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖1和圖2對本發(fā)明的實(shí)施例做詳細(xì)說明:
如圖1所示，本實(shí)施例包括:電流檢測電路1、絕對值電路2、光耦隔離電路3、反相電路
4、積分電路5、限幅濾波電路6、積分開關(guān)電路7。其中電流檢測電路、絕對值電路、光耦隔離電路、反相電路和積分電路依次相連，限幅濾波電路和積分開關(guān)電路均與積分電路相連。[0017]電流檢測電路中，霍爾電流互感器CT (型號LT308-S7)感應(yīng)高頻高壓電源一次側(cè)的電流I，并聯(lián)電阻Rl將感應(yīng)電流變換成電壓，再并聯(lián)電容Cl和瞬態(tài)抑制二極管Tl，電容Cl主要起到濾波降噪的作用，瞬態(tài)抑制二極管Tl可以有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。
[0018]絕對值電路中，電阻R2與運(yùn)算放大器Ull (型號AD8034)負(fù)相相連，電阻R3與運(yùn)算放大器Ull正相相連，運(yùn)算放大器Ull負(fù)相與輸出端并聯(lián)二極管D1，二極管D2接運(yùn)算放大器Ull的輸出端，電阻R4、R5串聯(lián)，并聯(lián)在運(yùn)算放大器Ull的負(fù)相與二極管D2陽極之間，電阻R7串接在二極管D2陽極與運(yùn)算放大器U12 (型號AD8034)負(fù)相之間，電阻R8、R9串聯(lián)后與電容C2并聯(lián)，同時(shí)并聯(lián)在運(yùn)算放大器U12負(fù)相與輸出端之間，電阻R6并接在運(yùn)算放大器U12負(fù)相與電阻R2輸入端之間，運(yùn)算放大器U12正相接電阻R10，同時(shí)RlO接模擬地。通過調(diào)節(jié)電阻R5、R8實(shí)現(xiàn)對絕對值電路的微調(diào)，此絕對值電路能夠不失真的對高頻電壓信號取絕對值。
[0019]光耦隔離電路中，電阻Rll與運(yùn)算放大器U21 (型號AD8034)負(fù)相連接，電容C3并聯(lián)在運(yùn)算放大器U21的負(fù)相與輸出端之間，電阻R12連接運(yùn)算放大器U21輸出端與光耦U3(型號HCNR201)的I號引腳，運(yùn)算放大器U21負(fù)相接模擬地，電容C4與電阻R13并聯(lián)后接在運(yùn)算放大器U41 (型號AD8034)輸出端與負(fù)相之間，光耦U3的5腳與運(yùn)算放大器U41的負(fù)相接數(shù)字地，實(shí)現(xiàn)模擬信號與數(shù)字信號的隔離，減少了信號干擾。
[0020]反相電路中，電阻R14與運(yùn)算放大器U51 (型號AD8034)負(fù)相相連，電阻R16、R17串聯(lián)后與電容C5并聯(lián)，并接在運(yùn)算放大器U51負(fù)相與輸出端之間，其中電阻R17可以對運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)實(shí)現(xiàn)微調(diào)，電容C5起到降噪的作用，電阻R15與運(yùn)算放大器U51正相相連后接數(shù)字地，電容C6、C7分別于運(yùn)算放大器U51的供電端相連，然后再與數(shù)字地相連，起到濾波的作用，本電路實(shí)現(xiàn)對信號的取反。
[0021]積分電路中，電阻R18與運(yùn)算放大器U52 (型號AD8034)的負(fù)相相連，電阻R19與運(yùn)算放大器U52的正相相連，電容C8連接在運(yùn)算放大器U52的負(fù)相與輸出端之間，對信號進(jìn)行積分。
[0022]限幅濾波電路中，電容C9與穩(wěn)壓二極管D3 (穩(wěn)壓值5V)并聯(lián)后一端與電阻R20輸出端連接，另一端接數(shù)字地，電阻R20將運(yùn)算放大器U52輸出的信號輸送給DSP處理，其中穩(wěn)壓管D3將電壓限幅在5V以內(nèi)，電阻R20與電容C9組成低通濾波電路，對信號進(jìn)行濾波處理。
[0023]積分開關(guān)電路中，來自DSP的控制信號經(jīng)過電阻R24送給光耦U7(型號HCPL-600)的4腳，電阻R22與穩(wěn)壓二極管D4 (穩(wěn)壓值5V)串聯(lián)構(gòu)成鉗位電路，并與開關(guān)U6 (型號MAX4626)的5腳和光耦U7的7、8兩腳相連，同時(shí)連接電容ClO進(jìn)行濾波處理，電阻R23連接在開關(guān)U6的4腳和光耦U7的7腳之間，同時(shí)開關(guān)U6的4腳和光耦U7的6腳短路，開關(guān)U6的1、2兩腳并聯(lián)在電容CS上，實(shí)現(xiàn)對積分電路的開關(guān)。
[0024]本發(fā)明首先由電流檢測電路將諧振電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，同時(shí)由絕對值電路對電壓信號取絕對值，并經(jīng)光耦隔離電路進(jìn)行隔離處理，再由反相電路對信號取反，取反后再由積分電路對信號進(jìn)行積分，最后經(jīng)過限幅濾波電路送往DSP處理，而積分電路由積分開關(guān)電路進(jìn)行控制。為了減少電路間的相互干擾，本電路采用了不同的電源供電，同時(shí)，模擬地與數(shù)字地分開，其中V1、V2的大小都為12V，U11與U12、U51與U52分別集成在一個(gè)芯片中，采用同一個(gè)電源給芯片供電。
【權(quán)利要求】
1.一種高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特征在于:該電路包括電流檢測電路(I)、絕對值電路(2)、光耦隔離電路(3)、反相電路(4)、積分電路(5)、限幅濾波電路(6)和積分開關(guān)電路(7)，其中電流檢測電路(I)、絕對值電路(2)、光耦隔離電路(3)、反相電路(4)和積分電路(5)依次相連，限幅濾波電路(6)和積分開關(guān)電路(7)均與積分電路(5)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特征在于:所述的電流檢測電路(I)中,霍爾電流互感器感應(yīng)高頻諧振電流,并聯(lián)接入電阻Rl、濾波電容Cl、瞬態(tài)抑制二極管TI，并聯(lián)電阻Rl將輸出側(cè)的感應(yīng)電流變換成電壓信號，霍爾電流互感器的負(fù)相接模擬地，精確反應(yīng)原邊電流的電流變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特征在于:所述的絕對值電路(2)包括:運(yùn)算放大器(Ull、U12)、電阻(R2-R10)、二極管(Dl、D2)、電容(C2)，其中:電阻R2與運(yùn)算放大器Ull負(fù)相相連，電阻R3與運(yùn)算放大器Ull正相相連，運(yùn)算放大器Ull負(fù)相與輸出端并聯(lián)二極管D1，二極管D2接運(yùn)算放大器Ull的輸出端，電阻R4、R5串聯(lián)，并聯(lián)在運(yùn)算放大器Ull的負(fù)相與二極管D2陽極之間，電阻R7串接在二極管D2陽極與二極管U12負(fù)相之間，電阻R8、R9串聯(lián)后與電容C2并聯(lián)，同時(shí)并聯(lián)在運(yùn)算放大器U12負(fù)相與輸出端之間，電阻R6并接在運(yùn)算放大器U12負(fù)相與電阻R2輸入端之間，運(yùn)算放大器U12正相接電阻R10，同時(shí)電阻RlO另一端接模擬地；通過調(diào)節(jié)電阻R5、R8實(shí)現(xiàn)對絕對值電路的微調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特征在于:所述的光耦隔離電路(3)包括:運(yùn)算放大器(U21、U41)、光耦(U3)、電阻(R11-R13)和電容(C13)其中:電阻Rll與運(yùn)算放大器U21負(fù)相連接，電容C3并聯(lián)在運(yùn)算放大器U21的負(fù)相與輸出端之間，電阻R12連接運(yùn)算放大器U21輸出端與光耦U3的I號引腳，運(yùn)算放大器U21負(fù)相接模擬地，電容C4與電阻R1 3并聯(lián)后接在運(yùn)算放大器U41輸出端與負(fù)相之間，光耦U3的5腳與運(yùn)算放大器U41的負(fù)相接數(shù)字地，實(shí)現(xiàn)模擬信號與數(shù)字信號的隔離，減少了信號干擾。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特征在于:所述的反相電路(4)包括:運(yùn)算放大器(U51)、電阻(R14-R17)和電容(C5-C7)，其中:電阻R14與運(yùn)算放大器U51負(fù)相相連，電阻R16、R17串聯(lián)后與電容C5并聯(lián)，并接在運(yùn)算放大器U51負(fù)相與輸出端之間，其中電阻R17對運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)實(shí)現(xiàn)微調(diào)，電容C5起到降噪的作用，電阻R15與運(yùn)算放大器U51正相相連后接數(shù)字地，電容C6、C7分別于運(yùn)算放大器U51的供電端相連，然后再與數(shù)字地相連，起到濾波的作用，實(shí)現(xiàn)對信號的取反。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特征在于:所述的積分電路(5)包括:運(yùn)算放大器(U52)、電阻(R18、R19)和電容(C8)，其中:電阻R18與運(yùn)算放大器U52的負(fù)相相連，電阻R19與運(yùn)算放大器U52的正相相連，電容CS連接在運(yùn)算放大器U52的負(fù)相與輸出端之間,對信號進(jìn)行積分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特征在于:所述的限幅濾波電路(6)包括:電阻(R20)、電容(C9)、穩(wěn)壓二極管(D3)，其中:電容C9與穩(wěn)壓二極管D3并聯(lián)后一端與電阻R20輸出端連接，另一端接數(shù)字地，電阻R20將運(yùn)算放大電路U52輸出的信號輸送給DSP處理，其中穩(wěn)壓二極管D3起到限幅的作用，將輸出的電壓信號維持在一定范圍內(nèi)，電阻R20與電容C9組成低通濾波電路，對信號進(jìn)行濾波處理，使信號更加平滑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻除塵電源諧振電流的積分電路，其特征在于:所述的積分開關(guān)電路(7)包括:電阻(R21-R24)、電容(CIO)、穩(wěn)壓二極管(D4)、電子開關(guān)(U6)和光耦(U7)，其中:來自DSP的控制信號經(jīng)過電阻(R24)送給光耦(U7)的4腳，電阻(R22)與穩(wěn)壓二極管(D4)串聯(lián)構(gòu)成鉗位電路，并與電子開關(guān)(U6)的5腳和光耦(U7)的7、8兩腳相連，同時(shí)連接電容(ClO)進(jìn)行濾波處理，電阻( R23)連接在電子開關(guān)(U6)的4腳和光耦(U7)的7腳之間，同時(shí)電子開關(guān)(U6)的4腳和光耦(U7)的6腳短路，電子開關(guān)(U6)的1、2兩腳并聯(lián)在電容(CS )上，實(shí)現(xiàn)對積分電路的開關(guān)。
【文檔編號】G01R19/25GK103743946SQ201410034108
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】陳 峰, 曾慶軍, 張磊, 孫國平 申請人:鎮(zhèn)江天力變壓器有限公司