本實用新型涉及設備檢測技術領域，更具體的說，涉及一種紋波檢測電路。

背景技術：

紋波是由于直流穩(wěn)定電源的電壓波動而造成的一種現(xiàn)象。因為直流穩(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，從而不可避免的在直流穩(wěn)定量中存在一些交流成份，這種疊加在直流穩(wěn)定量上的交流分量被稱之為紋波。

由于紋波對設備的危害較大，如紋波容易在設備上產(chǎn)生諧波，而諧波會對設備產(chǎn)生較多的危害；較強的紋波會造成浪涌電壓或電流的產(chǎn)生，容易導致設備燒毀等，因此通常會在設備設計前期對紋波進行限制。

但是，設備在后期的運行過程中，隨著使用時間的延長，或是因工作在低溫條件使電解電容器的容值發(fā)生變化，都會造成設備內部的紋波增大，使設備的可靠性變差，甚至無法正常工作，而針對紋波檢測電路的設計還處于空白。因此，如何提供一種紋波檢測電路實現(xiàn)對設備的紋波檢測是目前亟需解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型公開一種紋波檢測電路，以實現(xiàn)對設備的紋波檢測。

一種紋波檢測電路，包括：

用于對輸入的被測電壓內的交流分量進行濾除，得到所述被測電壓的檢測參考電壓的濾波跟隨電路；

減法運算電路，所述減法運算電路的同相輸入端用于輸入所述被測電壓，所述減法運算電路的反相輸入端與所述濾波跟隨電路的輸出端連接，用于獲取所述濾波跟隨電路輸出的所述檢測參考電壓，所述減法運算電路用于將所述被測電壓和所述檢測參考電壓求差，去除所述被測電壓內的直流分量，并對得到的電壓進行比例放大，得到所述被測電壓的紋波電壓。

優(yōu)選的，所述濾波跟隨電路包括：

用于將輸入的所述被測電壓與所述被測電壓的生成電路進行隔離的運放跟隨電路；

輸入端與所述運放跟隨電路的輸出端連接，用于濾除所述運放跟隨電路輸出的所述被測電壓內的交流分量，得到所述被測電壓的檢測參考電壓的濾波電路。

優(yōu)選的，所述運放跟隨電路包括：第一電阻和第一運算放大器；

所述第一電阻的一端與所述第一運算放大器的同相輸入端連接，所述第一電阻的另一端作為所述運放跟隨電路的輸入端，用于輸入所述被測電壓；

所述第一運算放大器的反相輸入端與所述第一運算放大器的輸出端連接，所述第一運算放大器的輸出端與所述濾波電路的輸入端連接。

優(yōu)選的，所述濾波電路包括：第二電阻、電解電容器和第一電容器；

所述第二電阻的一端作為所述濾波電路的輸入端，與所述運放跟隨電路的輸出端連接，所述第二電阻的另一端連接所述電解電容器的正極，所述電解電容器的負極連接接地端；

所述第一電容器并聯(lián)連接在所述電解電容器的兩端，所述第二電阻、所述電解電容器和所述第一電容器的公共端作為所述濾波電路的輸出端，用于輸出所述檢測參考電壓。

優(yōu)選的，所述減法運算電路包括：第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻和第二運算放大器；

所述第二運算放大器的同相輸入端連接所述第三電阻和所述第四電阻的公共端，所述第三電阻的另一端連接接地端，所述第四電阻的另一端作為所述減法運算電路的同相輸入端，用于輸入所述被測電壓；

所述第二運算放大器的反相輸入端連接所述第五電阻和所述第六電阻的公共端，所述第五電阻的另一端作為所述減法運算電路的反相輸入端，與所述濾波跟隨電路的輸出端連接，用于獲取所述檢測參考電壓，所述第六電阻的另一端連接所述第二運算放大器的輸出端，所述第二運算放大器的輸出端用于輸出所述紋波電壓。

優(yōu)選的，還包括：保護電阻；

所述保護電阻的一端與所述第二運算放大器的輸出端連接，所述保護電阻的另一端連接接地端，所述保護電阻用于對所述第二運算放大器進行短路保護。

優(yōu)選的，還包括：交流濾波電路，所述交流濾波電路的輸入端與所述第二運算放大器的輸出端連接，用于濾除所述紋波電壓內的諧波。

優(yōu)選的，所述交流濾波電路包括：第八電阻和第二電容器；

所述第八電阻的一端連接所述第二運算放大器的輸出端，所述第八電阻的另一端通過所述第二電容器連接接地端，所述第八電阻和所述第二電容器的公共端作為所述減法運算電路的輸出端。

從上述的技術方案可知，本實用新型公開了一種紋波檢測電路，包括濾波跟隨電路和減法運算電路。當對設備的紋波進行檢測時，將濾波跟隨電路的輸入端和減法運算電路的正相輸入端均與設備用于輸出被測電壓的輸出端連接，由濾波跟隨電路對輸入的被測電壓內的交流分量進行濾除，得到被測電壓的檢測參考電壓，然后減法運算電路將被測電壓和檢測參考電壓求差，去除被測電壓內的直流分量，并對得到的電壓進行比例放大，得到被測電壓的紋波電壓，從而實現(xiàn)了對設備的紋波檢測，填補了對紋波檢測電路設計的空白。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)公開的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例公開的一種紋波檢測電路的電路圖；

圖2為本實用新型實施例公開的另一種紋波檢測電路的電路圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

本實用新型實施例公開了一種紋波檢測電路，以實現(xiàn)對設備的紋波檢測。

參見圖1，本實用新型實施例公開的一種紋波檢測電路的電路圖，該檢測電路包括：濾波跟隨電路10和減法運算電路20；

其中，濾波跟隨電路10用于對輸入的被測電壓U₁內的交流分量進行濾除，得到被測電壓U1的檢測參考電壓VB；

減法運算電路20的同相輸入端用于輸入被測電壓U1，減法運算電路20的反相輸入端與濾波跟隨電路10的輸出端連接，用于獲取濾波跟隨電路10輸出的檢測參考電壓VB，減法運算電路20用于將被測電壓U1和檢測參考電壓VB求差，去除被測電壓U1內的直流分量，并對得到的電壓進行比例放大，得到被測電壓U1的紋波電壓U_OUT。

具體的，當利用本實用新型公開的紋波檢測電路對設備的紋波進行檢測時，首先將濾波跟隨電路10的輸入端和減法運算電路20的正相輸入端均與設備用于輸出被測電壓U1的輸出端連接；其次濾波跟隨電路10對輸入的被測電壓U1內的交流分量進行濾除，得到被測電壓U1的檢測參考電壓VB；然后減法運算電路20將被測電壓U1和檢測參考電壓VB求差，去除被測電壓U1內的直流分量，并對得到的電壓進行比例放大，得到被測電壓U1的紋波電壓U_OUT。

綜上可知，本實用新型公開的紋波檢測電路實現(xiàn)了對設備的紋波檢測，從而填補了對紋波檢測電路設計的空白。

另外，本實用新型公開的檢測電路能夠對不同電壓值的電壓進行紋波檢測，尤其適用于電壓值會隨著設備的工作情況不斷變化的設備。設備可以利用該檢測電路實時檢測自身的紋波電壓，以便根據(jù)紋波電壓及時調節(jié)自身的運行情況，保證自身電路的可靠運行。

為進一步優(yōu)化上述實施例，本實用新型還公開了濾波跟隨電路10和減法運算電路20的具體組成，其中：

濾波跟隨電路10包括：運放跟隨電路和濾波電路；

運放跟隨電路用于將輸入的被測電壓U1與被測電壓U1的生成電路進行隔離。

具體的，運放跟隨電路可以選用電壓跟隨器。電壓跟隨器是實現(xiàn)輸出電壓跟隨輸入電壓變化的一類電子元件。也就是說，電壓跟隨器的電壓放大倍數(shù)恒小于且接近1。電壓跟隨器的顯著特點是輸入阻抗高，而輸出阻抗低。一般來說，輸入阻抗可以達到幾兆歐姆，而輸出阻抗通常只有幾歐姆，甚至更低。電壓跟隨器的一個作用就是隔離。本實施例中，就是利用電壓跟隨器的隔離作用，將被測電壓U1與被測電壓U1的生成電路進行隔離。

如圖1所示，運放跟隨電路具體可以包括：第一電阻R1和第一運算放大器UA1；

第一電阻R1的一端與第一運算放大器UA1的同相輸入端連接，第一電阻R1的另一端作為運放跟隨電路的輸入端，用于輸入被測電壓U1；

第一運算放大器UA1的反相輸入端與第一運算放大器UA1的輸出端連接，第一運算放大器UA1的輸出端與濾波電路的輸入端連接。

濾波電路的輸入端與運放跟隨電路的輸出端連接，濾波電路用于濾除運放跟隨電路輸出的被測電壓U1內的交流分量，得到被測電壓U1的檢測參考電壓VB。

具體的，濾波電路可以包括：第二電阻R2、電解電容器C1和第一電容器C2；

第二電阻R2的一端作為濾波電路的輸入端，與運放跟隨電路的輸出端連接，第二電阻R2的另一端連接電解電容器C1的正極，電解電容器C1的負極連接接地端；

第一電容器C2并聯(lián)連接在電解電容器C1的兩端，第二電阻R2、電解電容器C1和第一電容器C2的公共端作為濾波電路的輸出端，用于輸出檢測參考電壓VB。

需要說明的是，濾波電路的實現(xiàn)方式包括但不局限于圖1所示的第二電阻R2、電解電容器C1和第一電容器C2，濾波電路還可以采用其它的實現(xiàn)方式，如由電容和電感組成的復式濾波電路。

如圖1所示，減法運算電路20具體包括：第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6和第二運算放大器UA2；

第二運算放大器UA2的同相輸入端連接第三電阻R3和第四電阻R4的公共端，第三電阻R3的另一端連接接地端，第四電阻R4的另一端作為減法運算電路20的同相輸入端，用于輸入被測電壓U1；

第二運算放大器UA2的反相輸入端連接第五電阻R5和第六電阻R6的公共端，第五電阻R5的另一端作為減法運算電路20的反相輸入端，與濾波跟隨電路10的輸出端連接，用于獲取檢測參考電壓VB，第六電阻R6的另一端連接第二運算放大器UA2的輸出端，第二運算放大器UA2的輸出端用于輸出紋波電壓U_OUT。

具體的，減法運算電路20又稱為差動輸入運算電路，其輸出端電壓等于兩個輸入電壓之差。

本實施例中，被測電壓U1通過第四電阻R4輸出至第二運算放大器UA2的同相輸入端，檢測參考電壓VB通過第五電阻R5輸出至第二運算放大器UA2的反相輸入端，第二運算放大器UA2通過對同相輸入端電壓和反相輸入端求差，得到被測電壓U1的紋波電壓U_OUT。

其中，根據(jù)公式(1)可得到同相輸入端電壓U+，公式(1)具體如下：

式中，R3為第三電阻的阻值，R4為第四電阻的阻值，R5為第五電阻的阻值，R6為第六電阻的阻值。

根據(jù)公式(2)可得到反相輸入端電壓U-，公式(2)具體如下：

將公式(1)和公式(2)均帶入公式(3)，得到紋波電壓U_OUT，公式(3)具體如下：

如果R3＝R6且R4＝R5，則根據(jù)公式(3)得到紋波電壓U_OUT的公式具體如公式(4)所示，公式(4)具體如下：

根據(jù)公式(4)可知，通過調節(jié)R3和R4的比例關系，可以調節(jié)對紋波電壓U_OUT的測量精度。

需要說明的是，不管被測電壓U1的數(shù)值如何變化，減法運算電路20均能準確的檢測到被測電壓U1的的紋波電壓U_OUT，從而設備可以根據(jù)該紋波電壓U_OUT進行相應狀態(tài)的調節(jié)，提高設備運行的可靠性。

綜上可知，本實用新型公開的紋波檢測電路通過簡單的硬件電路實現(xiàn)，能夠使紋波電壓快速有效的輸出，同時還有效避免了紋波電壓檢測滯后的問題。

為進一步優(yōu)化上述實施例，如圖2所示，本實用新型另一實施例公開的一種紋波檢測電路的電路圖，在圖1所示實施例的基礎上，紋波檢測電路還可以包括：保護電阻R7；

保護電阻R7的一端與第二運算放大器UA2的輸出端連接，保護電阻R7的另一端連接接地端，保護電阻R7用于對第二運算放大器UA2進行短路保護。

需要說明的是，本實施例中的保護電阻R7用于限制第二運算放大器UA2的輸出端電流，可以在第二運算放大器UA2發(fā)生短路時，防止第二運算放大器UA2遭受破壞，對第二運算放大器UA2進行短路保護。這樣，即使第二運算放大器UA2一直處于短路狀態(tài)，只要第二運算放大器UA2處于額定功耗范圍內，就不會對第二運算放大器UA2的性能造成影響。

為進一步優(yōu)化上述實施例，紋波檢測電路還可以包括：交流濾波電路30；

交流濾波電路30的輸入端與第二運算放大器UA2的輸出端連接，用于濾除第二運算放大器UA2輸出的紋波電壓U_OUT內的諧波。

其中，交流濾波電路30具體可以包括：

第八電阻R8和第二電容器C3；

第八電阻R8的一端連接第二運算放大器UA2的輸出端，第八電阻R8的另一端通過第二電容器C3連接接地端，第八電阻R8和第二電容器C3的公共端作為減法運算電路20的輸出端。

綜上可知看出，本實用新型公開的檢測電路，當對設備的紋波進行檢測時，將濾波跟隨電路10的輸入端和減法運算電路20的正相輸入端均與設備用于輸出被測電壓的輸出端連接，由濾波跟隨電路10對輸入的被測電壓內的交流分量進行濾除，得到被測電壓的檢測參考電壓，然后減法運算電路20將被測電壓和檢測參考電壓求差，去除被測電壓內的直流分量，抵消直流分量對檢測的影響，并對得到的電壓進行比例放大，得到被測電壓的紋波電壓，實現(xiàn)對設備的紋波檢測。本實用新型公開的檢測電路結構簡單，并能夠對不同電壓值的電壓進行紋波檢測，尤其適用于電壓值會隨著設備的工作情況不斷變化的設備。設備可以利用該檢測電路實時檢測自身的紋波電壓，以便根據(jù)紋波電壓及時調節(jié)自身的運行情況，保證自身電路的可靠運行。

最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。