[发明专利]电压的线性隔离侦测的方法及电路

说明书

技术领域

本发明涉及电压的隔离侦测电路领域，尤其是用于电压源型逆变系统的电压的线性隔离侦测的方法及电路。

背景技术

在电子通信、电力系统等领域，经常需要侦测输入、输出端口或者某些特定位置的电气参数，有时候由于侦测点与被测位置隔离而不共地，这样不能够直接侦测得到被测位置的电气参数，需要采取一些方法将被测点的电气参数隔离传递并准确表示出来。尤其是逆变系统领域，逆变器是一种电源转换装置，可以将直流电转换成220V、50Hz的交流电或其它频率的交流电，以满足移动用户或无电地区对交流电的需要。逆变器可以使用直流蓄电池供电，也可以与发电机配套使用，在风能、太阳能领域逆变器更是不可缺少的设备。目前大功率逆变器的使用越来越广泛，所用直流电池组的容量在增大，内含单节电池的数量也在增加，电池电压已升至200V以上，任何一节电池的性能都可能影响逆变器的正常工作，因此应该随时快速监测电池组中每节电池的电压。由于每组电池都是串联的，虽然一般每节电池的电压只有12V，但是在测量每节电池电压时，共模电压是变化的，最高值甚至可能超过200V，所以要想把这些电池电压直接用带A/D转换器的微处理器(MCU)进行测量和处理是困难的，必须去掉这些共模电压。在大功率逆变器中具有多组电池，电池总数可达几十节，为了能用一个微处理器进行测量和处理这几十个电压，必须使这些电压与微处理器的电源VCC端共地。因此，侦测直流线性电压，可通过一个光耦开关管隔离，利用光耦二极管的线性区域特性，将电压参数线性传递到另一端进行测量。如公开号为2718594的专利，其技术方案是：它由取样电路和线性隔离电压跟随器组成，取样电路由电阻R1、R2串联组成，串接点为输出端；线性隔离电压跟随器由运放器N1、线性光耦器N2、电阻R3、R5、电容C1组成，信号由运放器N1处理后送光耦器N2隔离，光耦器隔离后的信号为输出至微处理器测量电路、并与MCU电源共地的电压信号。但是这种侦测方法依赖于光耦二极管的线性特性，事实上容易因环境因素的改变而显得不稳定，尤其是受到温度漂移影响。因此误差较大，不能广泛应用。

发明内容

针对上述的问题，本发明提出一种电压的线性隔离侦测的方法及电路来解决，不仅电路方法简单有效，且解决了已有技术中因温度漂移因素而导致的精度不高的问题。本发明除了用于逆变系统的直流电压的线性隔离侦测，亦可以应用于电子通信、电力系统等领域需要电压隔离侦测的方面。

本发明的具体技术方案是：

一种电压的线性隔离侦测的方法是将采集的被测电压进行电压/频率转换处理成相应的频率信号，经过频率信号的隔离传递后，再将相应的频率信号进行频率/电压转换处理成相应的电压信号。

进一步的，所述频率信号的隔离传递是通过电光-光电转换方式进行隔离传递。

一种电压的线性隔离侦测的电路，包括依次串联的接入于被测电压端的电压/频率转换电路模块、光电耦合器和频率/电压转换电路模块。

进一步的，所述的光电耦合器可以是型号为PC817的光电耦合器。

本发明采用这样的电压的线性隔离侦测的方法及电路，不仅成功解决了因温度漂移影响导致的侦测精度不足的缺陷，且电路结构简单，成本低廉。

附图说明

图1所示的是本发明的电气原理图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

一种电压的线性隔离侦测的方法是将采集的被测电压Ui进行电压/频率转换处理成相应的频率信号，经过频率信号的隔离传递后，再将相应的频率信号进行频率/电压转换处理成相应的电压信号Uo。

进一步的，所述频率信号的隔离传递是通过电光-光电转换方式进行隔离传递。

参阅图1所示，本发明的电路是：包括依次串联的接入于被测电压Ui端的电压/频率(V/F)转换电路模块U1、光电耦合器U3和频率/电压(F/V)转换电路模块U2。

本发明实施例中，所述的光电耦合器U3可以是型号为PC817的光电耦合器。其是一种DIP4封装的通用光电耦合器。其电气特点是：电流传输比CTR∶IF＝5MA，VCE＝5V时最小值为50％，输入和输出之间的隔绝电压高VISO∶5.0KV，可以满足本发明电路的需求。