一種帶有隔直電容的電壓采樣電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種帶有隔直電容的電壓采樣電路，特別是一種應用于光伏逆變器中的帶有隔直電容的電壓采樣電路。
【背景技術】
[0002]在光伏逆變器中，DSP需要對三相四線交流電的電壓進行檢測，從而實現對逆變器的鎖相、電壓前饋、正BUS調節等控制，所以在采樣之前的電路信號處理十分關鍵。然而，在逆變器的實際工作中，逆變器的電壓采樣電路中的多級電路的前后兩級直流工作狀態往往不一樣，彼此之間的狀態會相互影響，易導致電壓不平衡，致使采集的電壓出現突變，而且突變會帶來一定的沖擊電流，因此有可能造成電路元器件的損壞。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于，提供一種帶有隔直電容的電壓采樣電路。它可以對三相四線交流電的電壓進行精確檢測，且可避免出現電壓突變，電路中的元器件也不容易損壞。
[0004]本發明的技術方案:一種帶有隔直電容的電壓采樣電路，其特點是:包括第一運算放大器，第一運算放大器的同向輸入端依次通過第四電阻、第一隔直電容和第二電阻與三相四線交流輸出的中性線相連；第一運算放大器的反向輸入端通過第三電阻、第二隔直電容和第一電阻與三相四線交流輸出的其中一條相線相連；所述第一運算放大器的反向輸入端還通過第五電阻與第一運算放大器的輸出端相連。所述第一運算放大器的輸出端通過第六電阻與第二運算放大器的同向輸入端相連，第二運算放大器的反向輸入端與第二運算放大器的輸出端相連，第二運算放大器的輸出端還通過第八電阻連接至電壓輸出端。
[0005]上述的帶有隔直電容的電壓采樣電路中，所述第一運算放大器的正向輸入端還通過第七電阻連接至信號地。
[0006]所述電壓輸出端與第一穩壓二極管的正極相連，第一穩壓二極管的負極連接有電源；所述電壓輸出端與第二穩壓二極管的負極相連，第二穩壓二極管的正極接地，且第二穩壓二極管上并聯有濾波電容。這端電路的設置，可以使電壓輸出端的電壓維持在一個范圍值(O?VI)，電源的電壓(Vl)是一個設計的電壓，具體值取決于后續電路的需要，濾波電容與第七電阻一起起到濾波作用，同時也能起到穩壓、保護二極管的作用。
[0007]上述的帶有隔直電容的電壓采樣電路中，第一隔直電容和第二隔直電容的選取是由交流信號的最低頻率來決定，通常要求其交流容抗不能大于lOOohm。容抗的計算公式:Xe = 1/2 JT fo
[0008]與現有技術相比，本發明通過第一運算放大器組成差分放大電路對電壓進行差分放大，而且第一運算放大器的輸入端串入了隔直電容，隔直電容和輸入電阻形成了 RC高通濾波器，可以起到隔去直流信號的作用，再利用一個第二運算放大器組成電壓跟隨器對差分放大后的電壓進行隔離緩沖，進而得到精確的電壓采樣結果。本發明不僅可避免出現電壓突變，電路中的元器件也不容易損壞，還具有電路簡單，控制簡單，使用的元器件成本較低的優點。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明，但并不作為對本發明限制的依據。
[0011]實施例。一種帶有隔直電容的電壓采樣電路，如圖1所示，包括第一運算放大器Ul,第一運算放大器Ul的同向輸入端依次通過第四電阻R4、第一隔直電容Cl和第二電阻R2與三相四線交流輸出的中性線相連；第一運算放大器Ul的反向輸入端通過第三電阻R3、第二隔直電容C2和第一電阻Rl與三相四線交流輸出的其中一條相線相連；所述第一運算放大器Ul的反向輸入端還通過第五電阻R5(反饋電阻)與第一運算放大器Ul的輸出端相連。所述第一運算放大器Ul的輸出端通過第六電阻R6(限流電阻)與第二運算放大器U2的同向輸入端相連，第二運算放大器U2的反向輸入端與第二運算放大器U2的輸出端相連，第二運算放大器U2的輸出端還通過第八電阻R8(限流電阻)連接至電壓輸出端VOL。所述第一運算放大器Ul的正向輸入端還通過第七電阻R7(作為下拉電阻)連接至信號地。所述電壓輸出端VOL與第一穩壓二極管Dl的正極相連，第一穩壓二極管Dl的負極連接有電源Vl ;所述電壓輸出端VOL與第二穩壓二極管D2的負極相連，第二穩壓二極管D2的正極接地，且第二穩壓二極管D2上并聯有濾波電容C3。
[0012]本發明的工作原理:
[0013]三相四線交流輸出A、B、C任意一相輸入由第一運算放大器構成的差分運放中，以取A相為例，另一路輸入N，A相輸入電壓Va，N相輸入Vn，交流信號頻率為50HZ。本質上，本發明的隔直電容與下一級的輸入電阻構成了 RC高通濾波器，為了保成輸入信號下限頻率能通過這一 RC高通濾波器，RC高通濾波器的下限頻率不能高于輸入信號的頻率，也就是RC高通濾波器下限信號要低于50Hz，相當于選擇適當的電容來設計一個高通濾波器，以保證輸入信號不衰減的通過，所以電容C就可以用公式計算出來，公式:
[0014]電容C:f = 1/2 JT RC這樣便可以通過電阻的設計計算出電容的C。隔去直流后的電路，電路N線和信號地互相不影響，使N線能夠平穩，同時也不會有突變的能量沖擊。
【主權項】
1.一種帶有隔直電容的電壓采樣電路，其特征在于:包括第一運算放大器(U1)，第一運算放大器(Ul)的同向輸入端依次通過第四電阻(R4)、第一隔直電容(Cl)和第二電阻(R2)與三相四線交流輸出的中性線相連；第一運算放大器(Ul)的反向輸入端通過第三電阻(R3)、第二隔直電容(C2)和第一電阻(Rl)與三相四線交流輸出的其中一條相線相連；所述第一運算放大器(Ul)的反向輸入端還通過第五電阻(R5)與第一運算放大器(Ul)的輸出端相連。所述第一運算放大器(Ul)的輸出端通過第六電阻(R6)與第二運算放大器(U2)的同向輸入端相連，第二運算放大器(U2)的反向輸入端與第二運算放大器(U2)的輸出端相連，第二運算放大器(U2)的輸出端還通過第八電阻(R8)連接至電壓輸出端(VOL)。
2.根據權利要求1所述的帶有隔直電容的電壓采樣電路，其特征在于:所述第一運算放大器(Ul)的正向輸入端還通過第七電阻(R7)連接至信號地。
3.根據權利要求1所述的帶有隔直電容的電壓采樣電路，其特征在于:所述電壓輸出端(VOL)與第一穩壓二極管(Dl)的正極相連，第一穩壓二極管(Dl)的負極連接有電源(Vl);所述電壓輸出端(VOL)與第二穩壓二極管(D2)的負極相連，第二穩壓二極管(D2)的正極接地，且第二穩壓二極管(D2)上并聯有濾波電容(C3)。
【專利摘要】本發明公開了一種帶有隔直電容的電壓采樣電路，包括第一運算放大器,第一運算放大器的同向輸入端依次通過第四電阻、第一隔直電容和第二電阻與三相四線交流輸出的中性線相連；第一運算放大器的反向輸入端通過第三電阻、第二隔直電容和第一電阻與三相四線交流輸出的其中一條相線相連；所述第一運算放大器的反向輸入端還通過第五電阻與第一運算放大器的輸出端相連。所述第一運算放大器的輸出端通過第六電阻與第二運算放大器的同向輸入端相連，第二運算放大器的反向輸入端與第二運算放大器的輸出端相連，第二運算放大器的輸出端還通過第八電阻連接至電壓輸出端。
【IPC分類】G01R19-00
【公開號】CN104569555
【申請號】CN201510044693
【發明人】李新富, 歐余斯, 王偉海
【申請人】浙江艾羅電源有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月29日