[发明专利]一种小型电压传感器电路

说明书

本发明提出了一种小型电压传感器电路，涉及小型电压传感器技术领域，该小型电压传感器电路包括：电阻网络电路、隔离运放N2、差分运算放大器N3；所述电阻网络电路用于将测量信号按比例转化为低压信号输出，其输出端连接到隔离运放N2的输入端；所述隔离运放N2的输出端连接到差分运算放大器N3的输入端；所述差分运算放大器N3的输出端输出电压信号。该小型电压传感器电路具有良好的抗磁场干扰能力和绝缘耐压强度。

技术领域

本发明涉及小型电压传感器技术领域，尤其涉及一种小型电压传感器电路。

背景技术

目前应用较广的小型电压传感器，原边测试高压信号是通过传感器外部串联大量电阻进行分压、经原边线圈转化成电流，再由磁隔离转化成次边线圈电流。为保证原次边信号的绝缘强度，需要将原次边线圈之间的距离在有限的空间内进行扩充，只能采取将线圈的线径不断缩小，随之而来增加了线圈伤线的风险。加上采用磁隔离引入磁场干扰，也会影响到传感器测试精度。

小型电压传感器应用的高压测试环境中，可能存在瞬时高电压、共模电压和共地点电位波动，使测量系统受损、影响到传感器的测量精度，因此需要用到电气隔离技术。

传感器常用的信号隔离技术为光电隔离、磁隔离和芯片隔离。光电隔离是通过光敏元件实现信号隔离传递，由于功耗较大、传输速率低等诸多问题，逐渐被磁隔离和芯片隔离替代。磁隔离是通过原次边两个线圈之间电磁感应进行隔离转换，可以做到高速传输信号，但容易受到磁场干扰，目前市场上大多数传感器都是采用磁隔离。对于小型电压传感器来说，采用磁隔离，传感器会因结构紧凑容易出现线圈伤线，输出信号较弱容易受到磁场干扰。芯片隔离是通过芯片内部的电容实现了原次边隔离，抗磁场干扰能力强，但普通的隔离芯片隔离方案绝缘耐压强度不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种小型电压传感器电路，具有良好的抗磁场干扰能力和绝缘耐压强度。

该小型电压传感器电路包括：电阻网络电路、隔离运放N2、差分运算放大器N3；

所述电阻网络电路用于将测量信号按比例转化为低压信号输出，其输出端连接到隔离运放N2的输入端；所述隔离运放N2的输出端连接到差分运算放大器N3的输入端；所述差分运算放大器N3的输出端输出电压信号。

进一步地，所述电阻网络电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻Rz、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一磁珠Z1、第二磁珠Z2；

第一电阻R1的第一端为测量信号的第一输入端-HT；第一电阻R1的第二端连接到第一磁珠Z1的第一端；第一磁珠Z1的第二端连接到第三电阻R3的第一端；第三电阻R3的第二端连接到第七电阻R7的第一端；第七电阻R7的第二端连接到隔离运放N2的第一输入端；

第二电阻R2的第一端为测量信号的第二输入端+HT；第二电阻R2的第二端连接到第二磁珠Z2的第一端；第二磁珠Z2的第二端连接到第四电阻R4的第一端；第四电阻R4的第二端连接到第八电阻R8的第一端；第八电阻R8的第二端连接到隔离运放N2的第二输入端；

第三电阻R3的第一端通过第一电容C1接地，第二端通过第三电容C3接地；第四电阻R4的第一端通过第二电容C2接地，第二端通过第四电容C4接地；

第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第二端之间连接有第九电阻Rz；第三电阻R3的第二端连接到第五电阻R5的第一端；第五电阻R5的第二端通过第五电容C5接地；第四电阻R4的第二端连接到第六电阻R6的第一端；第六电阻R6的第二端通过第六电容C6接地；第五电阻R5的第二端和第六电阻R6的第二端加载有输入电压V1。