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一種高頻除塵電源的相電流檢測電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高頻除塵電源的相電流檢測電路，包括依次順序連接的流檢測電路、絕對值電路、光耦隔離電路限幅濾波電路；電流檢測電路與高頻除塵電源的進線相連接，限幅濾波電路與DSP連接。本發(fā)明首先采用精密電流互感器將進線電流轉(zhuǎn)化較小的正弦電流信號，再通過并聯(lián)電阻將正弦電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號方便后級電路處理，然后通過絕對值電路將電壓信號取絕對值，并經(jīng)光耦隔離電路進行隔離處理，減少前后級電路之間的互相干擾，最后經(jīng)過限幅濾波電路送往DSP處理。該電路簡單，安全可靠，抗干擾能力強，能準確的實現(xiàn)高頻電源相電流的檢測。
【專利說明】—種高頻除塵電源的相電流檢測電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種高頻除塵電源的相電流檢測電路。

【背景技術(shù)】
[0002]新型的高頻除塵電源工作電壓大、工作頻率高，如何實現(xiàn)對電源的有效控制，必然離不開對電源信號的檢測，高頻除塵電源工作過程的相電流非常大，再加上高頻電源的電場與磁場環(huán)境復雜，干擾嚴重，對電路的抗干擾能力和元器件的選型要求越來越高，目前常用的信號檢測電路已經(jīng)很難達到對信號的檢測要求，在復雜的電磁場環(huán)境中很難準確測量信號值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有的高頻除塵電源信號檢測電路所存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種高頻除塵電源的相電流檢測電路，該電路采用精密電流互感器將進線電流轉(zhuǎn)化較小的正弦電流信號，再通過并聯(lián)電阻將正弦電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號方便后級電路處理，然后通過絕對值電路將電壓信號取絕對值，并經(jīng)光耦隔離電路進行隔離處理，減少前后級電路之間的互相干擾，最后經(jīng)過限幅濾波電路送往DSP處理，能對高頻除塵電源的進線相電流進行有效檢測。
[0004]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]一種高頻除塵電源的母線電壓檢測電路，其特征在于:該電路包括依次順序連接的電流檢測電路、絕對值電路、光耦隔離電路、限幅濾波電路；電流檢測電路與高頻除塵電源的進線相連接，限幅濾波電路與DSP連接。
[0006]所述的電流檢測電路包括:電流互感器CT、電阻Rl和電容Cl，電流互感器CT套在高頻除塵電源進線的外側(cè)，對進線電流進行采集，并聯(lián)電阻Rl是電流互感器采集到電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，同時，在電阻Rl兩端并聯(lián)瞬態(tài)抑制二極管Tl和濾波電容Cl，對Rl兩端的電壓信號進行處理，其中電流互感器的型號為ΒΗ-0.66-30，電阻Rl采用的是阻值為
0.5Ω的大功率電阻，瞬態(tài)抑制二極管Tl的限幅值為5V，濾波電容Cl的值為10nF。
[0007]所述絕對值電路包括:第I運算放大器U11、第2運算放大器U12、第2電阻R2、第3電阻R3、第4電阻R4、第5電阻R5、第6電阻R6、第7電阻R7、第8電阻R8、第9電阻R9、第10電阻R10、第I 二極管D1、第2 二極管D2、電容C2，其中:第2電阻R2與第I運算放大器Ul I負相相連，第3電阻R3與第I運算放大器Ul I正相相連，第I運算放大器Ul I負相與輸出端并聯(lián)第I 二極管D1，第2 二極管D2接第I運算放大器Ull的輸出端，第4電阻R4、第5電阻R5串聯(lián)，并聯(lián)在第I運算放大器Ull的負相與第2 二極管D2陽極之間，第7電阻R7串接在第2 二極管D2陽極與第2運算放大器U12負相之間，第8電阻R8、第9電阻R9串聯(lián)后與電容C2并聯(lián)，同時并聯(lián)在第2運算放大器U12負相與輸出端之間，第6電阻R6并接在第2運算放大器U12負相與第2電阻R2輸入端之間，第2運算放大器U12正相接第10電阻R10，同時第10電阻RlO另一端接模擬地；通過調(diào)節(jié)第5電阻R5、第8電阻R8實現(xiàn)對絕對值電路的微調(diào)。其中運算放大器(U11、U12)采用的是型號為⑶U90-20721的集成運算放大器，電阻(R2-R10)的阻值分別為 10ΚΩ、4.99ΚΩ、20ΚΩ、500Ω、10ΚΩ、10ΚΩ、500Ω、10ΚΩ、4.99ΚΩ，二極管(D1、D2)為型號為IN4148的二極管，電容C2為lOOpF。
[0008]所述的光耦隔離電路包括:運算放大器U21、U41、光耦U3、電阻R11-R13和電容C3、C4，其中:電阻Rll與運算放大器U21負相連接，電容C3并聯(lián)在運算放大器U21的負相與輸出端之間，電阻R12連接運算放大器U21輸出端與光耦U3的I號引腳，運算放大器U21負相接模擬地，電容C4與電阻R13并聯(lián)后接在運算放大器U41輸出端與負相之間，光耦U3的5腳與運算放大器U41的負相接數(shù)字地，實現(xiàn)模擬信號與數(shù)字信號的隔離，減少了信號干擾。其中，運算放大器U21、U41采用型號為⑶U90-20721的集成運算放大器，光耦U3的型號為HCNR201,電阻R11-R13的阻值分別為1K Ω、510 Ω、1K Ω，電容C3、C4的大小都為1pF0
[0009]所述的限幅濾波電路包括:穩(wěn)壓二極管D3、電阻R14和電容C5，其中電容C5和穩(wěn)壓二極管D3并聯(lián)后，一端接數(shù)字地另一端和電阻R14相連，電阻R14和電容C5組成低通濾波器，且電阻R14同時兼具限流作用，穩(wěn)壓二極管D3起到限幅的作用，共同作用使輸出信號更加平滑可靠。其中，穩(wěn)壓二極管D3的限幅值為5.1V，電阻R14的值為10ΚΩ，電容C5的值為1uF00
[0010]本發(fā)明首先采用精密電流互感器將進線電流轉(zhuǎn)化較小的正弦電流信號，再通過并聯(lián)電阻將正弦電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號方便后級電路處理，然后通過絕對值電路將電壓信號取絕對值，并經(jīng)光耦隔離電路進行隔離處理，減少前后級電路之間的互相干擾，最后經(jīng)過限幅濾波電路送往DSP處理。
[0011]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母線電壓進行處理，電路簡單，易于實現(xiàn)；第二、通過光耦隔離電路將模擬信號與數(shù)字信號的隔離，大大的減少前后級電路的相互干擾；第三、經(jīng)過穩(wěn)壓濾波電路處理后的電壓信號可直接送給DSP處理，第四、本電路有很好的抗干擾能力，電路在現(xiàn)場運行中能準確反映高頻除塵電源相電流的真實值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2是本發(fā)明的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖1和圖2對本發(fā)明做詳細說明:
[0015]如圖1所示，一種高頻除塵電源的母線電壓檢測電路，包括:依次順序連接的電壓檢測1、絕對值電路2、光耦隔離電路3、限幅濾波電路4。電流檢測電路與高頻除塵電源的進線相連接，限幅濾波電路與DSP連接。
[0016]圖2是本發(fā)明的電路原理圖。在相電流檢測電路中，將精密電流互感器CT套在高頻除塵電源進線的外側(cè)，對進線電流進行采集，并聯(lián)電阻Rl是將精密電流互感器采集到電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，同時，在電阻Rl兩端并聯(lián)瞬態(tài)抑制二極管Tl和濾波電容Cl，電容Cl主要起到濾波降噪的作用，瞬態(tài)抑制二極管Tl可以有效地保護電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞，其中電流互感器的型號為BH-0.66-30，電阻Rl采用的是阻值為0.5Ω的大功率電阻，瞬態(tài)抑制二極管Tl的限幅值為5V，濾波電容Cl的值為10nF。
[0017]所述的絕對值所述的絕對值電路2包括:第I運算放大器U11、第2運算放大器U12、第2電阻R2-第10電阻R10、第I 二極管D1、第2 二極管D2、電容C2，其中:電阻R2與運算放大器Ull負相相連，電阻R3與運算放大器Ull正相相連，運算放大器Ull負相與輸出端并聯(lián)二極管Dl，二極管D2接運算放大器UlI的輸出端，電阻R4、R5串聯(lián)，并聯(lián)在運算放大器Ull的負相與二極管D2陽極之間，電阻R7串接在二極管D2陽極與二極管U12負相之間，電阻R8、R9串聯(lián)后與電容C2并聯(lián)，同時并聯(lián)在運算放大器U12負相與輸出端之間，電阻R6并接在運算放大器U12負相與電阻R2輸入端之間，運算放大器U12正相接電阻R10，同時電阻RlO另一端接模擬地；通過調(diào)節(jié)電阻R5、R8實現(xiàn)對絕對值電路的微調(diào)。絕對值電路，實現(xiàn)了對電壓信號的取絕對值，方便后級電路對信號處理。其中運算放大器(U11、U12)采用的是型號為⑶U90-20721的集成運算放大器，電阻(R2-R10)的阻值分別為1K Ω、4.99ΚΩ、20ΚΩ、500Ω、10ΚΩ、10ΚΩ、500Ω、10ΚΩ、4.99ΚΩ，二極管(DU D2)為型號為 IN4148 的二極管，電容C2為10pF0
[0018]光耦隔離電路包括:運算放大器U21、U41、光耦U3、電阻R11-R13和電容C3、C4。電阻Rll與運算放大器U21負相連接，電容C3并聯(lián)在運算放大器U21的負相與輸出端之間，電阻R12連接運算放大器U21輸出端與光耦U3的I號引腳，運算放大器U21負相接模擬地，電容C4與電阻R13并聯(lián)后接在運算放大器U41輸出端與負相之間，光耦U3的5腳與運算放大器U41的負相接數(shù)字地，實現(xiàn)模擬信號與數(shù)字信號的隔離，減少了信號干擾，而電容C3、C4對芯片的供電電源進行濾波，提高芯片的工作穩(wěn)定性。其中，運算放大器U21、U41采用型號為⑶U90-20721的集成運算放大器，光耦U3的型號為HCNR201，電阻R11-R13的阻值分別為10!^、510 0、10!^，電容03、(:4的大小都為1pF。
[0019]限幅濾波電路包括:穩(wěn)壓二極管D3、電阻R14和電容C5，其中電容C5和穩(wěn)壓二極管D3并聯(lián)后，一端接數(shù)字地另一端和電阻R14相連，電阻R14和電容C5組成低通濾波器，且電阻R14同時兼具限流作用，穩(wěn)壓二極管D3起到限幅的作用，共同作用使輸出信號更加平滑可靠。其中，穩(wěn)壓二極管D3的限幅值為5.1V，電阻R14的值為10ΚΩ，電容C5的值為1uF0
[0020]本發(fā)明首先采用精密電流互感器將進線電流轉(zhuǎn)化較小的正弦電流信號，再通過并聯(lián)電阻將正弦電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號方便后級電路處理，然后通過絕對值電路將電壓信號取絕對值，并經(jīng)光耦隔離電路進行隔離處理，減少前后級電路之間的互相干擾，最后經(jīng)過限幅濾波電路送往DSP處理。為了減少電路間的相互干擾，本發(fā)明采用了不同的電源供電，同時，模擬地與數(shù)字地分開，其中V1、V2的大小都為12V。
[0021]該電路簡單，安全可靠，抗干擾能力強，能準確的實現(xiàn)高頻電源相電流的檢測。
【權(quán)利要求】
1.一種高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:該電路包括依次順序連接的電流檢測電路(I)、絕對值電路(2)、光耦隔離電路(3)、和限幅濾波電路(4);電壓檢測電路(O與高頻除塵電源進線連接，限幅濾波電路(4)與DSP連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:所述電流檢測電路(I)包括:電流互感器CT、電阻Rl和電容Cl，電流互感器CT套在高頻除塵電源進線的外側(cè)，對進線電流進行采集，并聯(lián)電阻Rl是電流互感器采集到電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，同時，在電阻Rl兩端并聯(lián)瞬態(tài)抑制二極管Tl和濾波電容Cl，對Rl兩端的電壓信號進行處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:電流互感器的型號為BH-0.66-30，電阻Rl采用的是阻值為0.5 Ω的大功率電阻，瞬態(tài)抑制二極管Tl的限幅值為5V，濾波電容Cl的值為10nF。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:所述絕對值電路(2)包括:第I運算放大器U11、第2運算放大器U12、第2電阻R2、第3電阻R3、第4電阻R4、第5電阻R5、第6電阻R6、第7電阻R7、第8電阻R8、第9電阻R9、第10電阻R10、第I 二極管D1、第2 二極管D2、電容C2，其中:第2電阻R2與第I運算放大器Ull負相相連，第3電阻R3與第I運算放大器Ull正相相連，第I運算放大器Ull負相與輸出端并聯(lián)第I 二極管D1，第2 二極管D2接第I運算放大器Ull的輸出端，第4電阻R4、第5電阻R5串聯(lián)，并聯(lián)在第I運算放大器Ull的負相與第2 二極管D2陽極之間，第7電阻R7串接在第2二極管D2陽極與第2運算放大器U12負相之間，第8電阻R8、第9電阻R9串聯(lián)后與電容C2并聯(lián)，同時并聯(lián)在第2運算放大器U12負相與輸出端之間，第6電阻R6并接在第2運算放大器U12負相與第2電阻R2輸入端之間，第2運算放大器U12正相接第10電阻R10，同時第10電阻RlO另一端接模擬地；通過調(diào)節(jié)第5電阻R5、第8電阻R8實現(xiàn)對絕對值電路的微調(diào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:第I運算放大器Ull和第2運算放大器U12采用的是型號為⑶U90-20721的集成運算放大器；第2電阻 R2 到時第 10 電阻 RlO 的阻值分別為 10 ^0>4.99 Α?、20 1 O、500 Q、10 iTO、10 ifQ、500 Ω、10 ΓΩ、4.99 第I 二極管Dl和第2 二極管D2的型號為ΙΝ4148的二極管，電容C2 為 10pF。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:所述的光耦隔離電路(3)包括:運算放大器U21、運算放大器U41、光耦U3、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電容C3、電容C4，其中:電阻Rll與運算放大器U21負相連接，電容C3并聯(lián)在運算放大器U21的負相與輸出端之間，電阻R12連接運算放大器U21輸出端與光耦U3的I號引腳，運算放大器U21負相接模擬地，電容C4與電阻R13并聯(lián)后接在運算放大器U41輸出端與負相之間，光耦U3的5腳與運算放大器U41的負相接數(shù)字地，實現(xiàn)模擬信號與數(shù)字信號的隔離，減少了信號干擾。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:運算放大器U21、運算放大器U41采用型號為⑶U90-20721的集成運算放大器，光耦U3的型號為HCNR201,電阻R11、電阻Rl2、電阻Rl3的阻值分別為10 JfO>510 Ω、10 ;電容C3、電容C4的大小都為10pF。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:所述的限幅濾波電路(4)包括:穩(wěn)壓二極管D3、電阻R14和電容C5，其中電容C5和穩(wěn)壓二極管D3并聯(lián)后，一端接數(shù)字地另一端和電阻R14相連，電阻R14和電容C5組成低通濾波器，且電阻R14同時兼具限流作用，穩(wěn)壓二極管D3起到限幅的作用，共同作用使輸出信號更加平滑可靠。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:穩(wěn)壓二極管D3的限幅值為5.1V，電阻R14的值為10 ? Ω電容C5的值為10uF。
【文檔編號】G01R31/42GK104198799SQ201410467031
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】陳 峰, 張磊, 曾慶軍, 孫國平 申請人:江蘇容天機電科技有限公司