專利名稱：電壓的線性隔離偵測的方法及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電壓的隔離偵測電路領(lǐng)域，尤其是用于電壓源型逆變系統(tǒng)的電 壓的線性隔離偵測的方法及電路。
背景技術(shù)：
在電子通信、電力系統(tǒng)等領(lǐng)域，經(jīng)常需要偵測輸入、輸出端口或者某些特 定位置的電氣參數(shù)，有時候由于偵測點(diǎn)與被測位置隔離而不共地，這樣不能夠 直接偵測得到被測位置的電氣參數(shù)，需要采取一些方法將被測點(diǎn)的電氣參數(shù)隔 離傳遞并準(zhǔn)確表示出來。尤其是逆變系統(tǒng)領(lǐng)域，逆變器是一種電源轉(zhuǎn)換裝置，
可以將直流電轉(zhuǎn)換成220V、 50Hz的交流電或其它頻率的交流電，以滿足移動用 戶或無電地區(qū)對交流電的需要。逆變器可以使用直流蓄電池供電，也可以與發(fā) 電機(jī)配套使用，在風(fēng)能、太陽能領(lǐng)域逆變器更是不可缺少的設(shè)備。目前大功率 逆變器的使用越來越廣泛，所用直流電池組的容量在增大，內(nèi)含單節(jié)電池的數(shù) 量也在增加，電池電壓已升至200V以上，任何一節(jié)電池的性能都可能影響逆變 器的正常工作，因此應(yīng)該隨時快速監(jiān)測電池組中每節(jié)電池的電壓。由于每組電 池都是串聯(lián)的，雖然一般每節(jié)電池的電壓只有12V，但是在測量每節(jié)電池電壓時， 共模電壓是變化的，最高值甚至可能超過200V，所以要想把這些電池電壓直接 用帶A / D轉(zhuǎn)換器的微處理器(MCU)進(jìn)行測量和處理是困難的，必須去掉這些共 模電壓。在大功率逆變器中具有多組電池，電池總數(shù)可達(dá)幾十節(jié)，為了能用一 個微處理器進(jìn)行測量和處理這幾十個電壓，必須使這些電壓與微處理器的電源 VCC端共地。因此，偵測直流線性電壓，可通過一個光耦開關(guān)管隔離，利用光耦 二極管的線性區(qū)域特性，將電壓參數(shù)線性傳遞到另一端進(jìn)行測量。如公開號為
32718594的專利，其技術(shù)方案是它由取樣電路和線性隔離電壓跟隨器組成，取樣 電路由電阻R1、R2串聯(lián)組成，串接點(diǎn)為輸出端；線性隔離電壓跟隨器由運(yùn)放器N1、 線性光耦器N2、電阻R3、 R5、電容C1組成，信號由運(yùn)^:器N1處理后送光耦器 N2隔離，光耦器隔離后的信號為輸出至微處理器測量電路、并與MCU電源共地的 電壓信號。但是這種偵測方法依賴于光耦二極管的線性特性，事實(shí)上容易因環(huán) 境因素的改變而顯得不穩(wěn)定，尤其是受到溫度漂移影響。因此誤差較大，不能 廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述的問題，本發(fā)明提出一種電壓的線性隔離偵測的方法及電路來解 決，不僅電路方法簡單有效，且解決了已有技術(shù)中因溫度漂移因素而導(dǎo)致的精 度不高的問題。本發(fā)明除了用于逆變系統(tǒng)的直流電壓的線性隔離偵測，亦可以 應(yīng)用于電子通信、電力系統(tǒng)等領(lǐng)域需要電壓隔離偵測的方面。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案是
一種電壓的線性隔離偵測的方法是將采集的被測電壓進(jìn)行電壓/頻率轉(zhuǎn)換 處理成相應(yīng)的頻率信號，經(jīng)過頻率信號的隔離傳遞后，再將相應(yīng)的頻率信號進(jìn) 行頻率/電壓轉(zhuǎn)換處理成相應(yīng)的電壓信號。
進(jìn)一步的，所述頻率信號的隔離傳遞是通過電光-光電轉(zhuǎn)換方式進(jìn)行隔離傳遞。
一種電壓的線性隔離偵測的電路，包括依次串聯(lián)的接入于被測電壓端的電 壓/頻率轉(zhuǎn)換電路才莫塊、光電耦合器和頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路;漠塊。
進(jìn)一步的，所述的光電耦合器可以是型號為PC817的光電耦合器。 本發(fā)明采用這樣的電壓的線性隔離偵測的方法及電路，不僅成功解決了因 溫度漂移影響導(dǎo)致的偵測精度不足的缺陷，且電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。


圖1所示的是本發(fā)明的電氣原理圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
一種電壓的線性隔離偵測的方法是將采集的被測電壓Ui進(jìn)行電壓/頻率轉(zhuǎn)
換處理成相應(yīng)的頻率信號，經(jīng)過頻率信號的隔離傳遞后，再將相應(yīng)的頻率信號
進(jìn)^f亍頻率/電壓轉(zhuǎn)^:處理成相應(yīng)的電壓信號UO。
進(jìn)一步的，所述頻率信號的隔離傳遞是通過電光-光電轉(zhuǎn)換方式進(jìn)行隔離傳遞。
參閱圖l所示，本發(fā)明的電路是包括依次串聯(lián)的接入于被測電壓Ui端的 電壓/頻率(V/F)轉(zhuǎn)換電踏^莫塊U1、光電耦合器U3和頻率/電壓(F/V)轉(zhuǎn)換電 路模塊U2。
本發(fā)明實(shí)施例中，所述的光電耦合器U3可以是型號為PC817的光電耦合器。 其是一種DIP4封裝的通用光電耦合器。其電氣特點(diǎn)是電流傳輸比CTR: IF-5MA， VCE-5V時最小值為50%,輸入和輸出之間的隔絕電壓高VIS0: 5. OKV,可以滿足 本發(fā)明電路的需求。
被測端的電壓Ui經(jīng)過V/F轉(zhuǎn)換電路模塊Ul后，轉(zhuǎn)換成帶相應(yīng)頻率的脈沖 電信號，然后通過光電耦合器U3的發(fā)光二極管變成帶相同頻率的脈沖光，再由 光電耦合器U3的光敏二極管或光敏三極管的受光器轉(zhuǎn)換成電平信號變化，即轉(zhuǎn) 換成相同頻率的脈沖電信號，這樣實(shí)現(xiàn)了頻率的無損傳遞。即使光電耦合器U3 因溫度漂移等因素影響，脈沖電信號的電平受到其元件線性特性的影響，但是 其脈沖電信號的頻率并不會受影響。光電耦合器U3的受光器部分輸出的脈沖電信號再經(jīng)過F/V轉(zhuǎn)換電路模塊U2轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電壓Uo就可以直接測量。實(shí)現(xiàn) 了直流電壓的線性隔離偵測原理。
本發(fā)明的V/F轉(zhuǎn)換電路;漠塊和F/V轉(zhuǎn)換電路;f莫塊可以采用已有的技術(shù)，于 此不再贅述。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式 上和細(xì)節(jié)上可以對本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電壓的線性隔離偵測的方法，其特征在于將采集的被測電壓(Ui)進(jìn)行電壓/頻率轉(zhuǎn)換處理成相應(yīng)的頻率信號，經(jīng)過頻率信號的隔離傳遞后，再將相應(yīng)的頻率信號進(jìn)行頻率/電壓轉(zhuǎn)換處理成相應(yīng)的電壓信號(Uo)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓的線性隔離偵測的方法，其特征在于所述頻 率信號的隔離傳遞是通過電光-光電轉(zhuǎn)換方式進(jìn)行隔離傳遞。
3. —種電壓的線性隔離偵測的電路，其特征在于包括依次串聯(lián)的接入于被 測電壓(Ui)端的電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路模塊(Ul)、光電耦合器(U3)和頻 率/電壓轉(zhuǎn)換電路模塊(U2)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓的線性隔離偵測的電路，其特征在于所述的 光電耦合器(U3)可以是型號為PC817的光電耦合器。
全文摘要
本發(fā)明涉及電壓的隔離偵測電路領(lǐng)域，尤其是用于電壓源型逆變系統(tǒng)的電壓的線性隔離偵測的方法及電路。電壓的線性隔離偵測的方法是將采集的被測電壓進(jìn)行電壓/頻率轉(zhuǎn)換處理成相應(yīng)的頻率信號，經(jīng)過頻率信號的隔離傳遞后，再將相應(yīng)的頻率信號進(jìn)行頻率/電壓轉(zhuǎn)換處理成相應(yīng)的電壓信號。所述頻率信號的隔離傳遞是通過電光—光電轉(zhuǎn)換方式進(jìn)行隔離傳遞。電壓的線性隔離偵測的電路，包括依次串聯(lián)的接入于被測電壓端的電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路模塊、光電耦合器和頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路模塊。本發(fā)明采用這樣的電壓的線性隔離偵測的方法及電路，不僅成功解決了因溫度漂移影響導(dǎo)致的偵測精度不足的缺陷，且電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。
文檔編號G01R15/14GK101556295SQ200910111700
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者曾華鋒 申請人:廈門拓寶科技有限公司