[实用新型]一种基于分流分压和隔离放大的高电流高电压调理电路

说明书

本实用新型公开的是一种基于分流分压和隔离放大的高电流高电压调理电路，包括依次电性连接的分流器、分压器、过压、过流保护电路、隔离运放电路，所述分流器和分压器还电性连接有两个香蕉插头，所述隔离运放电路电性连接有低侧供电电路，所述隔离运放电路能够输出差分信号，需低压侧小电压供电，电路即可正常工作，电路结构简单，强电弱电完全隔离；电路简化后模块体积更小，携带方便，可使用场景多样化；电路即使在高频输入时，信号还原性好、抗干扰强，测量频带可达到MHz级。

技术领域

本实用新型涉及一种测量电路，更具体一点说，涉及一种基于分流分压和隔离放大的高电流高电压调理电路，属于交流、直流高电流、高电压测量电路领域。

背景技术

与普通的信号采集测量相比，高电压测量具有更多难点，这些难点主要表现在：测量点往往处于高电压、强磁场环境中，待测电压幅值大。为了确保测量人员与测量仪器的安全，使用电压互感器将高电压与电气工作人员和二次设备隔离。按电压变换原理电压互感器可以分为：电磁式、电容式。

电磁式电压互感器根据电磁感应原理进行电压转换，电压转换原理以及组成结构和变压器完全相似，主要由一、二次线圈、铁芯和绝缘组成。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，就可组成不同电压比的电压互感器。电容式电压互感器根据串联电容分压原理转换电压，由电容分压器和电磁式电压互感器共同组成，先经电容分压后再通过电磁互感器，转变成低电压。

目前，电力系统中现有高电压、高电流测量电路，都是基于电压互感器进行测量。如图1所示，互感器的作用，就是将交流电压和大电流或者直流电压和大电流按比例降到可以用仪表直接测量的数值，便于仪表直接测量，同时为二次侧的其他装置提供电源。虽然，互感器可以很方便的将高电压降到合适的测量范围内，但现有技术中的电压互感器，无论是电磁式还是电容式，都可能出现单相接地故障或者铁磁谐振、铁芯磁饱和问题。从而导致绝缘层加速老化，出现绝缘击穿，形成互感器一次侧绕组发生匝间短路，甚至发生热膨胀爆炸等问题。上述原因造成的电压互感器损坏现象在电力系统中经常出现，再者电压互感器体积比较大，对于空间有限的测量应用场景来说，互感器的使用并非首选。互感器绝缘结构复杂，固有的磁饱和问题导致输出波形失真，响应速度低、频带窄(一般为700Hz以下)。并且在测量交流电压、电流时，由于交流高电压、高电流的频率并不恒定，也会导致输出二次电压或电流误差变大。

在电压低于1KV、电流低于10A时，可以直接使用万用表测量电压和电流，如果测量的电压超过1KV，万用表内部测量电路可能会被损坏，元器件有可能被击穿，万用表的外壳并不能有效的接地，这时在测量电压时，会对人体产生伤害。万用表测量电流的一个缺陷，就是其内部的分流器会造成回路上的电压损耗，从而减小被测件的电压，在一些极端情况下，甚至会造成系统出现故障。万用表测量电压、电流时，只记录测量电压、电流信号的有效值，无法查看电流、电压的实时信号。万用表测量虽然操作简单，但并不能直观地实时查看信号。

因此，针对上述问题，研发一种新的方案，实现在单相分压测量时，克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

实用新型内容

为了解决上述现有技术问题，本实用新型提供具有精简电路结构、使应用场景更广泛、测量频带宽、信号抗干扰性强、可远距离传输、操作人员安全有保证等技术特点的一种基于分流分压和隔离放大的高电流高电压调理电路。

为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于分流分压和隔离放大的高电流高电压调理电路，包括依次电性连接的分流器、分压器、过压、过流保护电路、隔离运放电路，所述分流器和分压器还电性连接有两个香蕉插头，所述隔离运放电路电性连接有低侧供电电路，所述隔离运放电路能够输出差分信号。