[实用新型]一种用于暂态电压记录仪放大电路中的保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于暂态电压记录仪放大电路中的有源补偿高频保护电路。

背景技术

目前在电力系统的暂态电压记录仪中，需要记录频带为0～1MHz很宽的电压信号，有时会有远远高于前置放大器承受范围的暂态电压信号进入放大器回路，就会对该放大器造成损坏。可以利用无源的稳压二极管或瞬变抑制器并联在输入端对电路进行保护，但由于无源器件存在电容，而且保护的容量越大，电容量越大，这样往往会对放大电路的高频信号起到衰减作用，从而使放大器模拟带宽达不到设计的特性。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种可抑制高电压、保护放大器不受损坏的用于暂态电压记录仪放大电路中的保护电路。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种用于暂态电压记录仪放大电路中的保护电路，所述暂态电压记录仪的放大电路包括一分压器，所述分压器输出端与一运算放大器的输入端连接，所述保护电路并联在所述分压器的输出端，其特征在于：它包括一防过压电路，所述防过压电路的输出与一补偿电路输入端连接。

所述防过压电路包括四个稳压二极管，第一、二、三个所述稳压二极管串联，第四个所述稳压二极管与第一个所述稳压二极管并联，并联后与一电阻的输入端连接，所述电阻的输出端与第三个所述稳压二极管的输出端并联后接地。

所述补偿电路包括一运算放大器，第四个所述稳压二极管的输入端与所述运算放大器的正向输入端连接，所述电阻的输入端与所述运算放大器的负向输入端连接，所述运算放大器的输出端通过串联另一电阻与所述运算放大器的负向输入端连接。

所述四个稳压二极管为保护器件。

所述运算放大器组成自举放大电路。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于采用无源稳压二极管为保护器件，从而使超出起补偿作用的运算放大器承受能力的输入高电压钳位在安全的水平，保护了运算放大器不受损坏。2、本实用新型由于采用了起补偿作用的运算放大器组成自举放大电路，从而使在正常电压输入时，在运算放大器放大范围内对分压器的输入信号没有影响，保证了输入电压信号的高频响应不受影响，并且保证对高频信号放大的准确。本实用新型可广泛应用于电力系统中各种电压记录装置中。

附图说明

图1是本实用新型的保护电路原理图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，暂态电压记录仪放大电路包括一分压器1，电压输入信号由分压器1的输入端IN输入，分压器1输出端OUT与一运算放大器U1的输入端连接。本实用新型的保护电路2并联在分压器1的输出端OUT。

如图1所示，分压器1的功能是为降低输入电压的幅值，它包括两个阻容电路。其中第一个阻容电路由一电阻R1、一可变电容C1和一电容C2并联组成；电阻R1、电容C1和C2的负向端并联后与第二个阻容电路串联，第二个阻容电路由一电阻R2和一电容C3并联组成。电阻R2和电容C3负向端并联后接地。

如图1所示，本实用新型的保护电路2包括一防过压电路21，防过压电路21的输出与一起保护作用的补偿电路22输入端连接。

如图1所示，本实用新型的防过压电路21包括四个无源稳压二极管D1～D4，负向导通稳压二极管D1、D2与正向导通稳压二极管D3串联。正向导通稳压二极管D4与稳压二极管D1并联，并联后与一电阻R3的输入端连接，电阻R3的输出端与稳压二极管D3的负向输出端并联后接地。

如图1所示，本实用新型的补偿电路22包括一运算放大器U2，稳压二极管D4的正向端与运算放大器U2的正向输入端连接，电阻R3的输入端与运算放大器U2的负向输入端连接。运算放大器U2的输出端通过串联一电阻R4与运算放大器U2的负向输入端连接，组成自举放大电路。

本实用新型在应用中，可根据运算放大器的承受能力选择不同的稳压二极管，这样可以改变稳定电压的范围。由于本实用新型采用无源的稳压二极管D1～D4作为主要保护器件，因此经过稳压二极管D1～D4后的稳定电压介于运算放大器U1、U2最大允许输入电压范围内。但是由于稳压二极管D1～D4不导通时，稳压二极管D1～D4的PN结上的等效电容会改变前一级分压器的分压比，因此影响输入电压的高频响应，使输入电压高频信号幅值降低。因此，为了减少稳压二极管D1～D4上的等效电容对输入电压高频信号的衰减，利用运算放大器U2组成一个自举放大电路对其进行补偿。综上所述，本实用新型的保护电路有以下两种情况：