本實(shí)用新型涉及電子測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電壓波紋檢測電路。

背景技術(shù)：

目前各種電氣設(shè)備對(duì)電源紋波的要求越來越嚴(yán)格，但目前的設(shè)備基本上只在設(shè)計(jì)前期對(duì)紋波進(jìn)行限制。在這種情況下，一些對(duì)紋波要求高的設(shè)備，隨著使用時(shí)間的延長，或者是工作于低溫等情況下電解電容容值變化，造成電路內(nèi)部紋波增大，導(dǎo)致設(shè)備的可靠性變差，甚至設(shè)備不能正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，目前各種電氣設(shè)備只在設(shè)計(jì)前期對(duì)紋波進(jìn)行限制，而后期設(shè)備工作時(shí)內(nèi)部波紋可能變化，從而導(dǎo)致設(shè)備可靠性下降甚至不能正常工作。

為此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種電壓波紋檢測電路，包括：轉(zhuǎn)換電路，用于將待測信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)；第一濾波電路，用于對(duì)所述脈沖信號(hào)進(jìn)行濾波以生成參考信號(hào)；減法電路，用于將所述待測信號(hào)與所述參考信號(hào)相減以得到紋波電壓信號(hào)。

可選的，所述第一濾波電路是整流濾波電路。

可選的，所述電壓波紋檢測電路還包括第二濾波電路，用于對(duì)所述待測信號(hào)進(jìn)行濾波，并將濾波后的待測信號(hào)輸入到所述轉(zhuǎn)換電路。

可選的，所述第二濾波電路是RC濾波電路。

可選的，所述減法電路包括：運(yùn)算放大器；第一電阻，連接在所述運(yùn)算放大器的同相輸入端與地之間；第二電阻，所述待測信號(hào)通過所述第二電阻接入所述同相輸入端；其中，所述第一電阻和所述第二電阻用于調(diào)節(jié)紋波測量精度。

可選的，所述減法電路還包括：第三電阻，所述參考信號(hào)通過所述第三電阻接入所述運(yùn)算放大器的反相輸入端；第四電阻，連接在所述運(yùn)算放大器的輸出端和所述反相輸入端之間。

可選的，在所述減法電路中，所述第一電阻和所述第四電阻的阻值相等，所述第二電阻和所述第三電阻的阻值相等。

可選的，所述電壓波紋檢測電路還包括反饋電路，用于將所述參考信號(hào)反饋到所述轉(zhuǎn)換電路，以使得所述轉(zhuǎn)換電路能夠根據(jù)所述參考信號(hào)調(diào)節(jié)所述脈沖信號(hào)的占空比，使得所述參考信號(hào)的電壓值接近所述待測信號(hào)的電壓值。

可選的，所述反饋電路是運(yùn)放跟隨反饋電路。

本實(shí)用新型實(shí)施例的電壓波紋檢測電路，通過將待測信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)后再濾波以生成參考信號(hào)(待測信號(hào)的直流部分)，然后通過減法電路從待測信號(hào)中減去參考信號(hào)得到波紋電壓信號(hào)(待測信號(hào)的交流部分)，從而實(shí)現(xiàn)了在設(shè)備運(yùn)行時(shí)對(duì)電壓紋波進(jìn)行實(shí)施檢測。

另一方面，通過所述反饋電路將所述參考信號(hào)反饋給所述轉(zhuǎn)換電路，所述轉(zhuǎn)換電路再根據(jù)所述參考信號(hào)調(diào)節(jié)所述脈沖信號(hào)的占空比，以使所述參考信號(hào)的電壓接近所述待測信號(hào)的電壓，確保所述參考信號(hào)真實(shí)反映所述待測信號(hào)的直流部分。

另一方面，通過兩級(jí)濾波電路(即第一濾波電路和第二濾波電路)，提高了濾波效果。

另一方面，通過在減法電路中的運(yùn)放放大器的同相輸入端設(shè)置所述第一電阻和第二電阻，可以調(diào)節(jié)紋波測量精度，使得不管待測信號(hào)的電壓如何變化，都能準(zhǔn)確的測量測試該時(shí)刻的紋波電壓值。

附圖說明

通過參考附圖會(huì)更加清楚的理解本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行任何限制，在附圖中：

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的電壓波紋檢測電路的示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種電壓波紋檢測電路的示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種電壓波紋檢測電路的示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的一種電壓波紋檢測電路的部分電路圖；

圖5是圖4所示電壓波紋檢測電路的其余部分電路圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的電壓波紋檢測電路的示意圖，如圖1所示，該電路包括：

轉(zhuǎn)換電路1，用于將待測信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)；該待測信號(hào)例如是直流穩(wěn)定電源的輸出信號(hào)，因?yàn)橹绷鞣€(wěn)定電源一般是由交流電源經(jīng)整流穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)而形成的，這就不可避免地在直流穩(wěn)定量中多少帶有一些交流成份，這種疊加在直流穩(wěn)定量上的交流分量就稱之為紋波；脈沖信號(hào)的調(diào)制一般包括脈沖寬度調(diào)制和脈沖頻率調(diào)制，前者頻率不變，由占空比決定輸出電壓，后者由頻率決定輸出電壓，在本實(shí)施例中，脈沖寬度調(diào)制為優(yōu)選。進(jìn)一步的，該脈沖信號(hào)的頻率越高，對(duì)于后續(xù)的濾波更容易，越容易輸出平滑的電壓。

第一濾波電路2，用于對(duì)該脈沖信號(hào)進(jìn)行濾波以生成參考信號(hào)，該參考信號(hào)應(yīng)當(dāng)能夠比較理想的反映該待測信號(hào)的直流部分。

減法電路3，用于將該待測信號(hào)與該參考信號(hào)相減以得到紋波電壓信號(hào)。

本實(shí)用新型實(shí)施例中的電壓波紋檢測電路，通過將待測信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)后再濾波以生成參考信號(hào)(待測信號(hào)的直流部分)，然后通過減法電路從待測信號(hào)中減去參考信號(hào)得到波紋電壓信號(hào)(待測信號(hào)的交流部分)，從而實(shí)現(xiàn)了在設(shè)備運(yùn)行時(shí)對(duì)電壓紋波進(jìn)行實(shí)施檢測。

可選的，該第一濾波電路例如是整流濾波電路。

圖2是在圖1所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)得到的另一電壓波紋檢測電路，相同的附圖標(biāo)記代表相同的部件，不再贅述，如圖2所示，該電路還包括：第二濾波電路4，用于對(duì)該待測信號(hào)進(jìn)行濾波，并將濾波后的待測信號(hào)輸入到該轉(zhuǎn)換電路。通過由該第一濾波電路和第二濾波電路構(gòu)成的多級(jí)濾波，改善了濾波效果，使得輸出的參考信號(hào)更能體現(xiàn)該待測信號(hào)中的直流部分。

可選的，該第二濾波電路是RC濾波電路，與第一濾波電路的整流濾波相結(jié)合，更好地起到了濾波的效果。

圖3是在圖2所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)得到的另一電壓波紋檢測電路，相同的附圖標(biāo)記代表相同的部件，不再贅述，該電路還包括：

反饋電路5，用于將參考信號(hào)反饋到轉(zhuǎn)換電路1，以使得轉(zhuǎn)換電路能夠根據(jù)該參考信號(hào)調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的占空比，使得該參考信號(hào)的電壓值接近該待測信號(hào)的電壓值。由于濾波可能會(huì)導(dǎo)致電壓的失真，因此增加反饋電路以抑制濾波導(dǎo)致的失真。

此外，圖3中的第二濾波電路也可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行取舍。

以下以一個(gè)具體的電路為例繼續(xù)說明本實(shí)用新型實(shí)施例。

參見圖4和圖5，其中圖4和圖5各展示該電路的一部分。

首先，如圖4所示，采樣濾波電路(相應(yīng)于前述的第二濾波電路)對(duì)待測信號(hào)U_IN進(jìn)行第一級(jí)濾波，其通過電阻R12、R13分壓與電容C6濾波，輸出初級(jí)參考信號(hào)U_REF。

其次，該初級(jí)參考信號(hào)U_REF輸入到單片機(jī)(MCU，未圖示，相應(yīng)于前述的轉(zhuǎn)換電路)中，通過單片機(jī)的計(jì)算，輸出脈沖信號(hào)U_PWM。

然后，如圖5所示，整流濾波電路(相當(dāng)于前述的第一濾波電路)對(duì)該脈沖信號(hào)U_PWM進(jìn)行濾波，輸出參考信號(hào)V_B到運(yùn)放跟隨反饋電路(相應(yīng)于上述的反饋電路)和減法電路差分方法電路(相應(yīng)于上述的減法電路)。具體地，該整流濾波電路包括電阻R1(用于分壓)和并聯(lián)的電阻R2、電容C5和C1。

接下來，如圖5所示，運(yùn)放跟隨反饋電路接收整流濾波電路輸出的參考信號(hào)V_B，輸出反饋信號(hào)U_FB到上述單片機(jī)中，該單片機(jī)讀取該反饋信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)算，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)PWM的占空比，使得此時(shí)V_B值等效于此時(shí)被測紋波電壓的平均值U_REF，從而使得此時(shí)的紋波輸出值無限接近實(shí)際紋波值。

最后，如圖4所示，待測信號(hào)U_IN經(jīng)過減法差分放大電路，經(jīng)過電阻R3、R4、R5、R6和運(yùn)放與參考信號(hào)V_B做差，實(shí)時(shí)消除掉直流分量，再通過R3、R4、R5、R6比例放大，從而得到波紋信號(hào)。對(duì)紋波情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測時(shí)，令R3＝R6，R4＝R5，通過減法電路原理得到：

因此，通過調(diào)節(jié)電阻R4、R3的比例關(guān)系可以調(diào)節(jié)紋波測量精度，使得不管輸入電壓如何變化都能準(zhǔn)確的測量測試該時(shí)刻的紋波電壓值。

另外，運(yùn)放的輸入端還連接有電阻R8和R7和一電容，以進(jìn)一步提高輸出波紋信號(hào)的質(zhì)量。

雖然結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下作出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。