隔離式電網(wǎng)檢測器的制造方法
【專利摘要】本實用新型所述隔離式電網(wǎng)檢測器，由反饋級和輸出級組成，所述反饋級包括第一運算放大器，第一光耦、第二光耦和第一反饋電阻，第一運算放大器輸出端連接第一光耦的光電流輸入端，所述第一光耦的光電流輸出端連接第二光耦的光電流輸入端，所述第二光耦的光電流輸出端接地，感應電流輸出端連接第一運算放大器的反相輸入端，所述第一反饋電阻連接在第一運算放大器的反相輸入端和地線之間；所述輸出級包括第二運算放大器和第二反饋電阻。本實用新型具有隔離功能，并且隔離后的輸出電壓與輸入電壓成正比，可用于檢測需要隔離的電壓、電流信號，具有結(jié)構簡單、價格便宜、精度高、線性度好的特點。
【專利說明】隔離式電網(wǎng)檢測器
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電子電路領域，具體地，涉及一種隔離式電網(wǎng)檢測器。
【背景技術】
[0002] 隨著電源技術的發(fā)展，電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)中越來越廣泛地使用開關電源、UPS等 電源設備。這些設備無一例外地要檢測主電路的電壓、電流信號。檢測電路是主電路與控 制電路的接口，是電源設備必不可少的一個重要組成部分。檢測電路必須滿足如下幾方面 的要求：
[0003] (1)要有很高的精度和線性度?，F(xiàn)代電源為了達到很高的穩(wěn)壓穩(wěn)流精度并具有很 好的動態(tài)響應特性，大多都引入電壓電流參與系統(tǒng)的反饋控制。檢測電路的精度和線性度， 在某種程度上決定了整個電源的輸出精度和穩(wěn)定性。
[0004] (2)必須具有隔離功能。大多數(shù)電源的主電路和控制電路之間在電氣上相互絕緣。 否則電源會由于主電路對控制電路的干擾而不能正常工作，甚至會危及調(diào)試人員的人身安 全。
[0005] 目前，市場上現(xiàn)有的隔離檢測器如隔離放大器、電壓霍爾、電流霍爾等，價格多十 分昂貴，且反饋線性度較差。 實用新型內(nèi)容
[0006] 為克服現(xiàn)有隔離檢測器價格昂貴，反饋線性度差的技術缺陷，本實用新型公開了 一種隔離式電網(wǎng)檢測器。
[0007] 本實用新型所述隔離式電網(wǎng)檢測器，由反饋級和輸出級組成，所述反饋級包括第 一運算放大器，第一光耦、第二光耦和第一反饋電阻，第一運算放大器輸出端連接第一光耦 的光電流輸入端，所述第一光稱的光電流輸出端連接第二光稱的光電流輸入端，所述第二 光奉禹的光電流輸出端接地，感應電流輸出端連接第一運算放大器的反相輸入端，所述第一 反饋電阻連接在第一運算放大器的反相輸入端和地線之間；
[0008] 所述輸出級包括第二運算放大器和第二反饋電阻，所述第二運算放大器的正相輸 入端連接第一光耦的感應電流輸出端，第二運算放大器的反相輸入端與輸出端連接，所述 第二反饋電阻連接在第二運算放大器的正相輸入端和地之間。
[0009] 優(yōu)選的，所述第一運算放大器輸出端連接第一光稱的光電流輸入端第一光稱的光 電流輸入端之間連接有限流電阻。
[0010] 優(yōu)選的，所述第一運算放大器輸出端和反相輸入端之間連接有補償電容。
[0011] 優(yōu)選的，所述第一光稱和第二光稱的型號相同。
[0012] 優(yōu)選的，所述第一運算放大器的正相輸入端連接有柵極保護電阻。
[0013] 本實用新型所述隔離式電網(wǎng)檢測器，具有隔離功能，并且隔離后的輸出電壓與輸 入電壓成正比，可用于檢測需要隔離的電壓、電流信號。通過使用成本極低的普通分離器 件，大幅降低了制造成本，具有結(jié)構簡單、價格便宜、精度高、線性度好的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型一種【具體實施方式】示意圖；
[0015] 附圖中標記及相應的零部件名稱：IN-檢測端，R1-限流電阻，R2-第一反饋電阻， R3-第二反饋電阻，R4-柵極保護電阻，C-補償電容，AMP1-第一運算放大器，AMP2-第二運 算放大器，G1 -第一光耦，G2-第二光耦，D-光耦發(fā)光管，T-光耦感應輸出管VCC-直流電 源，OUT-信號輸出端。
【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地的詳細說明，但本實用新型的 實施方式不限于此。
[0017] 本實用新型所述隔離式電網(wǎng)檢測器，由反饋級和輸出級組成，所述反饋級包括第 一運算放大器AMP 1，第一光稱G1、第二光稱G2和第一反饋電阻R2,第一運算放大器輸出端 連接第一光耦的光電流輸入端，所述第一光耦的光電流輸出端連接第二光耦的光電流輸入 端，所述第二光耦的光電流輸出端接地，感應電流輸出端連接第一運算放大器的反相輸入 端，所述第一反饋電阻連接在第一運算放大器的反相輸入端和地線之間；
[0018] 所述輸出級包括第二運算放大器和第二反饋電阻，所述第二運算放大器的正相輸 入端連接第一光耦的感應電流輸出端，第二運算放大器的反相輸入端與輸出端連接，所述 第二反饋電阻連接在第二運算放大器的正相輸入端和地之間。
[0019] 如圖1所示，虛線框內(nèi)的光耦由光耦發(fā)光管D和光耦感應輸出管T組成，運算放大 器輸出的電流從光電流輸入端流入，光f禹發(fā)光管D發(fā)光，光通量被光f禹感應輸出管感應，產(chǎn) 生電流，各個光耦的光耦感應輸出管的電源端連接外置的直流電源VCC。
[0020] 兩個光耦的作用是一個用作輸出，另一個作為反饋，第一光耦用于補償發(fā)光二極 管時間、溫度特性的非線性。為了保證第二光耦產(chǎn)生的輸出信號與第一光耦的發(fā)光管發(fā)出 的光通量呈線性比例，在選擇器件時，兩個光耦合器的特性應盡量保持一致，應最好選擇型 號一致的光奉禹。
[0021] 檢測時，將第一運算放大器AMP1的正相輸入端與被檢測信號連接，信號從檢測端 IN輸入，在檢測電路調(diào)節(jié)過程中，檢測信號有兩種變化趨勢，以檢測電壓為例，當輸入電壓 Ui升高時，使Ui>R2*I2, 12為從第二光耦光電流輸出端輸出的電流，導致第一運算放大器 的輸出端電壓升高，通過光耦內(nèi)發(fā)光管的電流II也隨之增大，兩個光耦的發(fā)光管形成串聯(lián) 關系，因此I2=K1*I1，I3=K2*I1，其中K1，K2分別為兩個光耦的感應系數(shù)，12、13也增大，13 為流過第二反饋電阻R3的電流，兩個運算放大器均為負反饋連接形式，兩個輸入端電壓分 別相等，可以得到在信號輸出端OUT的輸出電壓U0= ( K1*R3/K2*R2) *Ui，U0隨著Ui的增 大而線性增大。
[0022] 反之，當輸入電壓Ui降低時，第一運算放大器的輸出端電壓降低，通過光耦內(nèi)發(fā) 光管的電流II也隨之減小，與上類似，輸出電壓也隨輸入電壓Ui的降低成比例的減小。
[0023] 可以在所述第一運算放大器輸出端連接第一光f禹的光電流輸入端第一光f禹的光 電流輸入端之間連接限流電阻R1，避免光耦的輸入電流超過發(fā)光管的線性閾值范圍，由于 本實用新型利用光耦內(nèi)的發(fā)光管的光通量與流過的電流成正比，因此輸入電流必須在線性 閾值范圍內(nèi)變化，即隨電流增長，發(fā)光管的光通量基本成線性增長。
[0024] -個更優(yōu)的選擇是在第一運算放大器輸出端和反相輸入端之間連接補償電容C， 本實用新型應用于檢測交流電網(wǎng)，雜波紊亂，連接補償電容C，為第一運算放大器提供一個 主極點，提高了第一運算放大器的閉環(huán)穩(wěn)定性，補償電容C的取值可以在納法至微法級別， 例如1-1000納法。還可以在第一運算放大器的正相輸入端連接柵極保護電阻R4,由于檢 測端IN直接與外部帶檢測電網(wǎng)連接，電壓電流值均難以預計，優(yōu)選IN端連接柵極保護電阻 R4, R4取值通常在數(shù)千歐姆即可，可以起到一定的保護作用。
[0025] 如上所述，可較好的實現(xiàn)本實用新型。
【權利要求】
1. 隔離式電網(wǎng)檢測器，其特征在于，由反饋級和輸出級組成，所述反饋級包括第一運算 放大器，第一光耦、第二光耦和第一反饋電阻，第一運算放大器輸出端連接第一光耦的光電 流輸入端，所述第一光稱的光電流輸出端連接第二光稱的光電流輸入端，所述第二光f禹的 光電流輸出端接地，感應電流輸出端連接第一運算放大器的反相輸入端，所述第一反饋電 阻連接在第一運算放大器的反相輸入端和地線之間； 所述輸出級包括第二運算放大器和第二反饋電阻，所述第二運算放大器的正相輸入端 連接第一光耦的感應電流輸出端，第二運算放大器的反相輸入端與輸出端連接，所述第二 反饋電阻連接在第二運算放大器的正相輸入端和地之間。
2. 根據(jù)權利要求1所述的隔離式電網(wǎng)檢測器，其特征在于，所述第一運算放大器輸出 端連接第一光稱的光電流輸入端第一光稱的光電流輸入端之間連接有限流電阻。
3. 根據(jù)權利要求1所述的隔離式電網(wǎng)檢測器，其特征在于，所述第一運算放大器輸出 端和反相輸入端之間連接有補償電容。
4. 根據(jù)權利要求1所述的隔離式電網(wǎng)檢測器，其特征在于，所述第一光耦和第二光耦 的型號相同。
5. 根據(jù)權利要求1所述的隔離式電網(wǎng)檢測器，其特征在于，所述第一運算放大器的正 相輸入端連接有柵極保護電阻。
【文檔編號】G01R19/00GK203870150SQ201420315131
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月14日 優(yōu)先權日:2014年6月14日
【發(fā)明者】雍軍 申請人:國網(wǎng)四川省電力公司雙流縣供電分公司