一種機車交流電網絕緣監(jiān)測信號隔離裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機車監(jiān)測領域，特別是涉及一種機車交流電網絕緣監(jiān)測信號隔離
目.0
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發(fā)展，機車作為人們出行的主要交通工具之一，人們越來越關心機車的安全性能。其中，機車輔助供電系統(tǒng)的母線對地絕緣電阻的監(jiān)測即是監(jiān)測機車安全性的一種重要手段。
[0003]機車交流電網絕緣監(jiān)測裝置是一種在線檢測設備，可實時判斷電網的絕緣狀態(tài)，當電網母線對地絕緣降低時，能夠給出警示，以避免出現(xiàn)重大事故。目前，機車交流電網絕緣監(jiān)測裝置采用直流疊加法可以有效對上述絕緣電阻的狀態(tài)進行監(jiān)測，機車上應用環(huán)境惡劣，具有嚴重的電場和磁場干擾，如果傳輸信號不經隔離，各種干擾信號就會和被測信號一起進入測量系統(tǒng)。干擾信號疊加在被測信號上，一方面降低了測量的準確度，另一方面，信號中的尖峰電磁脈沖將會給后級電路系統(tǒng)帶來嚴重的破壞，因此被測信號必須和后級的信號采集電路在電氣上完全隔離。對于高頻交流模擬信號，通常采用變壓器隔離，但由于變壓器隔離運用的是電磁感應原理，不能直接通直流電，因而不適用于直流信號的隔離。
[0004]因而，如何對機車交流電網絕緣監(jiān)測裝置中的直流信號進行隔離傳輸，以減少監(jiān)測信號受到的干擾，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種機車交流電網絕緣監(jiān)測信號隔離裝置，可以有效對機車交流電網絕緣監(jiān)測裝置中的直流信號進行隔離傳輸，以減少監(jiān)測信號受到的干擾。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型提供了如下技術方案:
[0007]一種機車交流電網絕緣監(jiān)測信號隔離裝置，用于對機車交流電網絕緣監(jiān)測裝置中的直流監(jiān)測信號進行隔離傳輸，包括:線性光電耦合器、將電壓信號轉換為電流信號的第一運放電路和將電流信號轉換為電壓信號的第二運放電路；所述線性光電耦合器包括:發(fā)光二極管、第一光電二極管和第二光電二極管；所述發(fā)光二極管的正極連接工作電壓源，發(fā)光二極管的負極連接所述第一運放電路的信號輸出端，所述第一光電二極管的正極接地，第一光電二極管的負極連接所述第一運放電路的信號輸入端，所述第二光電二極管的正極連接所述第二運放電路中運算放大器的同相輸入端，第二光電二極管的負極連接所述第二運放電路中運算放大器的反相輸入端。
[0008]優(yōu)選的，所述第一運放電路包括:第一運算放大器、第一電阻、第二電阻和第一電容；其中，所述第一電阻第一端為監(jiān)測信號輸入端，第一電阻第二端連接第一運算放大器的反相輸入端，第一運算放大器的同相輸入端接地，第一運算放大器的輸出端連接第二電阻的第一端，第二電阻的第二端為所述第一運放電路的信號輸出端，第一電阻第二端連接所述第一光電二極管的負極，第一電容第一端連接第一電阻第二端，第一電容第二端連接第二電阻的第一端。
[0009]優(yōu)選的，所述第二運放電路中運算放大器為第二運算放大器，所述第二運放電路還包括:第三電阻、第四電阻、第五電阻和第二電容；其中，第二運算放大器同相輸入端接地，第二運算放大器反相輸入端連接第二電容第一端和第三電阻第一端，第二運算放大器輸出端連接第二電容第二端和第三電阻第二端，第三電阻第二端連接第四電阻第一端，第四電阻第二端連接第五電阻第一端，第五電阻第二端接地，第四電阻第二端為監(jiān)測信號輸出端。
[0010]優(yōu)選的，還包括:第三電容、第四電容、第一二極管和第二二極管；其中，所述第三電容的第一端連接第一電阻的第一端，第三電容的第二端接地；所述第一二極管的負極連接工作電壓源，第一二極管的正極連接第二二極管的負極；所述第二二極管的負極連接所述第五電阻第一端，第二二極管的正極接地；所述第四電容與所述第二二極管并聯(lián)。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，上述技術方案具有以下優(yōu)點:
[0012]本實用新型實施例所提供的一種機車交流電網絕緣監(jiān)測信號隔離裝置，第一運放電路接收直流監(jiān)測信號，并將直流監(jiān)測信號中的電壓信號轉換為電流信號，傳輸給線性光電耦合器，采用光電隔離對直流監(jiān)測信號進行隔離，其中，第一光電二極管的負極連接所述第一運放電路的信號輸入端，形成負反饋，用于檢測和穩(wěn)定發(fā)光二極管的發(fā)光強度，有效消除發(fā)光二極管的非線性和漂移等特性，第二光電二極管連接第二運放電路，作為輸出電路的一部分，能產生于發(fā)光二極管的發(fā)光強度成線性關系的光電流，實現(xiàn)測量電路和輸出電路之間的線性傳遞。第一光電二極管和第二光電二極管這兩個光接受電路都是非線性的，但由于是封裝在同一芯片內，非線性特性保持一致，即可以通過第一光電二極管所形成的負反饋通路的非線性來抵消第二光電二極管所在的直通通路的非線性，實現(xiàn)對直流監(jiān)測信號線性隔離的目的，從而減小監(jiān)測信號所受到的干擾。
【附圖說明】
[0013]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，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，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)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本實用新型一種具體實施例所提供的機車交流電網絕緣監(jiān)測信號隔離裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]正如【背景技術】部分所述，機車交流電網絕緣監(jiān)測裝置采用直流疊加法可以有效對絕緣電阻的狀態(tài)進行監(jiān)測，機車上應用環(huán)境惡劣，具有嚴重的電場和磁場干擾，如果傳輸信號不經隔離，各種干擾信號就會和被測信號一起進入測量系統(tǒng)。對于高頻交流模擬信號，通常采用變壓器隔離，但由于變壓器隔離運用的是電磁感應原理，不能直接通直流電，因而不適用于直流信號的隔離。
[0016]基于上述研宄的基礎上，本實用新型實施例提供了一種機車交流電網絕緣監(jiān)測信號隔離裝置，用于對機車交流電網絕緣監(jiān)測裝置中的直流監(jiān)測信號進行隔離傳輸，包括:線性光電耦合器、將電壓信號轉換為電流信號的第一運放電路和將電流信號轉換為電壓信號的第二運放電路；所述線性光電耦合器包括:發(fā)光二極管、第一光電二極管和第二光電二極管；所述發(fā)光二極管的正極連接工作電壓源，發(fā)光二極管的負極連接所述第一運放電路的信號輸出端，所述第一光電二極管的正極接地，第一光電二極管的負極連接所述第一運放電路的信號輸入端，所述第二光電二極管的正極連接所述第二運放電路中運算放大器的同相輸入端，第二光電二極管的負極連接所述第二運放電路中運算放大器的反相輸入端。
[0017]在本實用新型實施例中，機車交流電網絕緣監(jiān)測信號隔離裝置采用光電隔離對直流監(jiān)測信號進行隔離，通過第一光電二極管所形成的負反饋通路的非線性來抵消第二光電二極管所在的直通通路的非線性，實現(xiàn)對直流監(jiān)測信號線性隔離的目的，從而減小監(jiān)測信號所受到的干擾。
[0018]為了使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的具體實施例做詳細的說明。
[0019]在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣。因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。
[0020]請參考圖1，圖1為本實用新型一種具體實施例所提供的機車交流電網絕緣監(jiān)測信號隔離裝置的結構示意圖。
[0021]本實用新型的一種具體實施例提供了一種機車交流電網絕緣監(jiān)測信號隔離裝置，用于對機車交流電網絕緣監(jiān)測裝置中的直流監(jiān)測信號進行隔離傳輸，包括:線性光電耦合器、將電壓信號轉換為電流信號的第一運放電路和將電流信號轉換為電壓信號的第二運放電路；所述線性光電耦合器包括:發(fā)光二極管、第一光電二極管和第二光電二極管；所述發(fā)光二極管的正極連接工作電壓源，發(fā)光二極管的負極連接所述第一運放電路的信號輸出端，所述第一光電二極管的正極接地，第一光電二極管的負極連接所述第一運放電路的信號輸入端，所述第二光電二極管的正極連接所述第二運放電路中運算放大器的同相輸入端，第二光電二極管的負極連接所述第二運放電路中運算放大器的反相輸入端。
[0022]在本實施例中，以線性光電耦合器HCNR201為例進行說明，如圖1所示，機車交流電網絕緣監(jiān)測信號隔離裝置包括:線性光電耦合器11、第一運放電路12和第二運放電路13，其中，第一運放電路12接收直流監(jiān)測信號，第二運放電路輸出經過光電隔離的直流監(jiān)測信號，第二運放電路的輸出端通常連接AD轉換芯片或帶有AD轉換功能的單片機，實現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉換。線性光電耦合器11的1、2引腳作為直流監(jiān)測信號的輸入端，即需要隔離的信號的輸入端；線性光電耦合器11的3、4引腳用于反饋；線性光電耦合器1