[实用新型]一种无源无损高频磁隔离型直流电压检测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及直流电压测量领域，更具体的是一种无源无损高频磁隔离型直流电压检测电路。

背景技术

现有隔离型直流电压检测电路主要是基于霍尔电压传感器和光电耦合器。霍尔电压传感器应用广泛，但是成本高，而且需要单独的供电电源；光电耦合器的成本较高，而且由于光耦的非线性导致测量精度较低，同时也需要单独的供电电源。

磁隔离是一种最常用的电气隔离方式，但是主要应用在交流场合。磁隔离应用到直流场合时，需要将直流输入信号先转换成变压器可以传输的交流信号，然后再经过整流得到直流输出信号，其中的整流部分由于整流二极管存在导通压降，会影响电压检测精度，因此在实际应用时需要进行整流二极管压降补偿。

实用新型专利201310288268.5提出了一种直流电压隔离采样电路，但是该电路的变压器原边和副边都有运算放大器，都需要单独供电，而且整流二极管压降补偿电路复杂。归纳起来，现有的磁隔离型直流电压检测电路存在的需要单独供电和整流二极管压降补偿电路复杂的不足。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，提供一种无需单独供电、整流二极管压降补偿电路简单的磁隔离型直流电压检测电路，本实用新型公开了一种无源无损高频磁隔离型直流电压检测电路。

本实用新型通过如下技术方案达到实用新型目的：

一种无源无损高频磁隔离型直流电压检测电路，其特征在于：包括输入电压端、高频逆变电路、高频变压器、自补偿高频整流电路、输出电压端、控制及驱动电路和供电电路；供电电路与输入电压端相连以为控制及驱动电路提供电能；控制及驱动电路与高频逆变电路相连，控制及驱动电路输出驱动脉冲直接驱动高频逆变电路；高频逆变电路与输入电压端连接，以对输入电压进行逆变并输出高频交流信号，该信号经过高频变压器传输到自补偿高频整流电路，自补偿高频整流电路将高频交流信号变换为直流信号，同时实现整流二极管压降自补偿得到输出电压端的输出电压。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型还包括以下附加技术特征。

进一步的，高频逆变电路包括开关管Q₂₁、开关管Q₂₂、隔直电容C₂₁、电阻R₂₁和电阻R₂₂；开关管Q₂₁和开关管Q₂₂串联连接形成半桥电路再并联在输入电容C₁₁两端，串联连接点处再经过隔直电容C₂₁与高频变压器相连；电阻R₂₁和电阻R₂₂分别接在开关管Q₂₁和开关管Q₂₂的驱动侧。

进一步的，高频变压器的副边为一个带中心抽头的绕组或两个匝数相同的绕组；当副边为一个带中心抽头的绕组时，副边绕组的三个抽头分别与自补偿高频整流电路的三个接线端子依次电连接；当副边为两个匝数相同的绕组时，两个副边绕组的异名端直接相连形成中间抽头，再与另外两个抽头一起，分别与自补偿高频整流电路的三个接线端子依次电连接。

进一步的，自补偿高频整流电路包括整流二极管D₄₁、滤波电容C₄₁、整流二极管D₄₂、滤波电容C₄₂和输出电容C₄₃；整流二极管D₄₁和整流二极管D₄₂采用型号相同的高频二极管；整流二极管D₄₁和滤波电容C₄₁构成一个半波整流电路，整流二极管D₄₂和滤波电容C₄₂构成另一个半波整流电路；滤波电容C₄₁和滤波电容 C₄₂的负端直接相连形成公共端；输出电容C₄₃的负端与滤波电容 C₄₂的正端相连，输出电容C₄₃的正端与滤波电容 C₄₁的正端相连，这种连接方式可以实现整流二极管压降的自动消除，并在输出电容C₄₃两端得到不含整流二极管压降的输出电压端的输出电压。