[实用新型]基于高速光耦隔离的直流高压采样电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采样电路，特别涉及一种基于高速光耦隔离的直流高压采样电路。

背景技术

在各种电子设备中，经常需要对具有直流高压的母线进行电压或者电流采样。在现有技术中，通常直流高压采样首先经过电阻分压为几十毫伏的电压信号，再经过隔离运放输出几伏的电压信号，之后经过滤波、放大以及保护电路，最终送入CPU的A/D转换器，从而实现高压直流的隔离测量和数模转换，同时为了提高直流系统的可靠性和抗干扰能力，采样电路用光耦隔离或电压霍尔隔离对主电路和控制电路进行电气隔离。对于这种采样电路，由于需经过两级放大，光耦隔离、滤波以及保护等处理，中间处理环节较多，影响采样电路的精度且不能反映高压直流的较小电压波动。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在由于需经过两级放大，光耦隔离、滤波以及保护等处理，中间处理环节较多，影响采样电路的精度且不能反映高压直流的较小电压波动的问题，提供了一种基于高速光耦隔离的直流高压采样电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于高速光耦隔离的直流高压采样电路，输入端与被测电路连接，输出端与AD转换电路连接，包括第一运放、第二运放、高速光耦、电阻R3、电阻R4和电阻R5，所述第一运放的负输入端与电阻R3的第二端连接，电阻R3的第一端与被测电路连接，所述第一运放的正输入端接地，第一运放的输出端通过电阻R4与高速光耦中输入侧的发光二极管连接，第一运放的负输入端与高速光耦中输入侧的光敏二极管连接，高速光耦中输出侧的光敏二极管的阴极与第二运放的负输入端连接，高速光耦中输出侧的光敏二极管的阳极与第二运放的正输入端连接，第二运放的正输入端接地，第二运放的负输入端通过电阻R5与第二运放的输出端连接，第二运放的输出端与AD转换电路连接。本实用新型光耦采用的是HCNR201，光耦HCNR201的内部结构包括一只高性能的AlGaAs型发光二极管(图1中的LED)、两只极其相似的光敏二极管PD1和PD2。当LED中流过电流IF时，其所发出的光会在PD1和PD2中感应出正比于LED发光强度的光电流IPD1和IPD2。由于PD1和PD2的特性非常相似，再加上安装位置的精确性以及元件先进的封装设计保证了该元件的高线性度和增益的稳定性，使得IPD2＝K·IPD1，其中K为常数约等于1，当芯片制作完成后随之确定。用该芯片设计电路对电压进行线性测量时使用的就是这一特性。

作为优选，还包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1第一端与所述被测电路连接，电阻R1的第二端通过电阻R2接地，电阻R1的第二端还与电阻R3的第一端连接。

作为优选，还包括有防反接二极管D1，所述电阻R1的第一端与所述防反接二极管D1的阴极连接，所述防反接二极管D1的阳极与所述被测电路连接。

作为优选，所述电阻R5的第一端通过一个贴片电容与电阻R5的第二端连接，所述第二运放的输出端通过一个电阻与AD转换电路的输入端连接，AD转换电路的输入端通过一个电容接地。

作为优选，所述电阻R2第一端通过一个贴片电容接地。

作为优选，还包括有电容C1所述，第一运放的输出端与第一运放的负输入端之间通过电容C1连接。

作为优选，针对正向电路检测时电阻R4的第二端与高速光耦中输入侧的发光二极管的阳极连接，高速光耦中输入侧的发光二极管的阴极接地；高速光耦中输入侧的光敏二极管的阳极与第一运放的负输入端连接，高速光耦中输入侧的光敏二极管的阴极接地。

作为优选，针对正向电路检测时电阻R4的第二端与高速光耦中输入侧的发光二极管的阴极连接，高速光耦中输入侧的发光二极管的阳极接地；高速光耦中输入侧的光敏二极管的阴极与第一运放的负输入端连接，高速光耦中输入侧的光敏二极管的阳极接地。

本实用新型的实质性效果是：本实用新型无需经过两级放大，光耦隔离、滤波以及保护等处理，中间处理环节较少，不影响采样电路的精度且能反映高压直流的较小电压波动。

附图说明

图1为本实用新型中高速光耦的一种电路原理图；

图2为本实用新型的一种电路原理图；

图3为本实用新型的另一种电路原理图；

图4为本实用新型的一种应用测试结果图；

图5为本实用新型连接时的一种电路原理图；

图6为本实用新型连接时的另一种电路原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：