[发明专利]回路供电磁功率补偿电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电源隔离器的控制电路，具体涉及一种回路供电磁功率补偿电路。

背景技术

作为工业现场与控制室仪表之间的信号隔离变送器设备，信号隔离器和安全栅一直发挥着重要的作用，是工业控制系统中重要的组成部分。工业生产中为增加仪表负载能力并保证连接同一信号的仪表之间互不干扰，提高电气安全性能，需要将输入的电压、电流或频率、电阻等信号进行采集、放大、运算和进行抗干扰处理后，再输出隔离的电流和电压信号，安全的送给二次仪表使用。隔离器和安全栅一般由输入信号处理单元、隔离单元、输出信号处理单元、电源等4部份构成。其中，隔离单元是决定产品技术指标的重要单元。目前隔离技术主要有磁隔离与光隔离两大类。隔离电路形式有直接调制耦合，反馈调制耦合等多种形式，具体采用什么形式要根据产品的技术指标而定，总的来讲可以大致分为开关量信号采用光隔离，模拟量信号采用磁隔离的方式。从技术复杂程度来看，磁隔离比光隔离处理技术复杂，采用磁隔离技术，设计者可以根据技术指标采用合适的设计方案，隔离的线性、精度可以根据产品要求灵活控制。而光隔离的线性、精度只能依赖器件厂家提供的技术指标，设计人员可以调整的方式很少，也不可能超过厂家提供的技术指标，由于功耗大，光电隔离也不能实现无源隔离，在现有的隔离器和安全栅产品中，没有采用回路供电参数式功率补偿电路，隔离器和安全栅的非线性将随负载增加而增加，每100欧姆负载非线性将增加大概1/1000，通常情况下负载为250欧姆～550欧姆，非线性误差将非常大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可靠性高、效率高的回路供电磁功率补偿电路。

为了解决上述技术问题，本发明的一个技术方案是，提供一种回路供电磁功率补偿电路，包括电源电路、电流取样反馈电路、电压取样反馈电路、反馈补偿电路、电流取样电路，所述电流取样电路与外部直流电源、外部振荡电路串联连接，其中电流取样电路连接在外部直流电源的负端和外部振荡电路之间；

其中，所述电流取样反馈电路的一个输入端连接在外部直流电源的正端与外部振荡电路的连接节点上，电流取样反馈电路的另一个输入端连接在电流取样电路与外部振荡电路的连接节点上，电流取样反馈电路的输出端连接反馈补偿电路的第一输入端；所述电流取样反馈电路根据流过等效负载Rf的电流If大小，产生随流过等效负载Rf的电流If大小变化的电压，输出到反馈补偿电路；

所述电压取样反馈电路的一个输入端连接在外部直流电源的正端与外部振荡电路的连接节点上，电压取样反馈电路的另一个输入端接地，电压取样反馈电路的输出端连接反馈补偿电路的第二输入端；所述电压取样反馈电路根据随等效负载Rf大小，产生随等效负载Rf大小变化的电压，输出到反馈补偿电路；

所述反馈补偿电路连接在外部直流电源的正端与外部振荡电路的连接节点上，反馈补偿电路的另一端接地，同时所述反馈补偿电路的第一输入端连接电流取样反馈电路的输出端，第二输入端连接电压取样反馈电路的输出端和工作电流控制电路的输出端；所述反馈补偿电路根据电流取样反馈电路产生的电压和电压取样反馈电路产生的电压的差值，产生补偿电流Ic，对流过等效负载Rf上的电流进行补偿，保证控制精度；

所述工作电流控制电路连接在反馈补偿电路的第二输入端和地之间，同时工作电流控制电路的控制端与电源电路的负端连接；工作电流控制电路的作用是当外部供电电压E发生变化或者是温度、反馈补偿电路的工作电流发生变化时，控制补偿电流的大小，进一步提高控制精度等级；

所述电源电路的正端与外部直流电源的正端连接，将外部直流电源电压转换成反馈补偿电路所需的工作电压。

根据本发明所述的回路供电磁功率补偿电路的一种优选方案，在电流取样电路和外部振荡电路之间还连接有过流保护电路。

根据本发明所述的回路供电磁功率补偿电路的一种优选方案，所述反馈补偿电路包括三极管Q1、运算放大器U1A、电阻R1～R5，所述运算放大器U1A的同相输入端通过电阻R4连接到电流取样反馈电路的输出端，运算放大器U1A的反相输入端通过电阻R5连接到电压取样反馈电路的输出端，所述运算放大器U1A由电源电路供电；所述三极管Q1的发射极通过电阻R1接地，同时通过电阻R 3接运算放大器U1A的反相输入端，三极管Q1的集电极连接外部直流电源的正端，三极管Q1的基极通过电阻R2接运算放大器U1A的输出端。