一種直流母線電壓采樣電路的制作方法
【專利摘要】一種直流母線電壓采樣電路，涉及一種采樣電路。目前，直流母線電壓的檢測，難以得到精確的母線電壓，而且其成本都比較高。本實(shí)用新型特征在于：包括采樣電阻、平衡電阻、分壓電路、第一開關(guān)二極管、第二開關(guān)二極管、第三開關(guān)二極管、運(yùn)算放大器；采樣電阻首端與直流母線電源端相連、采樣電阻末端與分壓電路、第一開關(guān)二極管、運(yùn)算放大器的同相輸入端相連；平衡電阻首端與直流母線接地端相連，其末端與第二開關(guān)二極管、運(yùn)算放大器的反相輸入端相連；運(yùn)算放大器的輸出端經(jīng)第三開關(guān)二極管與處理器相連。本技術(shù)方案直接對直流母線電壓進(jìn)行分壓，成本低，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的直流母線采樣；采用精密電阻實(shí)現(xiàn)分壓，有效提高了直流母線電壓的采樣精度。
【專利說明】一種直流母線電壓采樣電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種采樣電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在電機(jī)控制領(lǐng)域中，由于電機(jī)需要帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)行，如果指令頻率過快，則電動(dòng)狀態(tài)將變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，再生出來的能量貯存在母線電容中，而電容的容量有限，就需要對直流母線電壓進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的檢測，并根據(jù)檢測到的電壓信號進(jìn)行控制及保護(hù)，保證電機(jī)的安全可靠運(yùn)行并保護(hù)母線電容不被損壞。現(xiàn)有的母線電壓采樣電路大多是采用變壓器或者線性光耦來實(shí)現(xiàn)降壓采樣，由于變壓器的精度設(shè)計(jì)有限而隔離光耦的線性范圍較小，因此這兩種采樣方法都難以得到精確的母線電壓，而且其成本都比較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對現(xiàn)有技術(shù)方案進(jìn)行完善與改進(jìn)，提供一種直流母線電壓采樣電路，以達(dá)到減少檢測誤差的目的。為此，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案。
[0004]一種直流母線電壓采樣電路，其特征在于:包括采樣電阻、平衡電阻、分壓電路、第一開關(guān)二極管、第二開關(guān)二極管、第三開關(guān)二極管、運(yùn)算放大器；采樣電阻首端與直流母線電源端相連、采樣電阻末端與分壓電路、第一開關(guān)二極管、運(yùn)算放大器的同相輸入端相連；平衡電阻首端與直流母線接地端相連，其末端與第二開關(guān)二極管、運(yùn)算放大器的反相輸入端相連；運(yùn)算放大器的輸出端經(jīng)第三開關(guān)二極管與處理器相連。直流母線電壓經(jīng)采樣電阻采樣并經(jīng)分壓電阻分壓，將直流母線電壓降低至DSP的AD采樣范圍內(nèi)，同時(shí)通過運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)了高低壓之間的隔離。第一、第二開關(guān)二極管用來保護(hù)運(yùn)算放大器，防止輸入到運(yùn)算放大器的電壓過高造成運(yùn)算放大器損壞。本技術(shù)方案直接對直流母線電壓進(jìn)行分壓，成本低，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的直流母線采樣；采用精密電阻實(shí)現(xiàn)分壓，有效提高了直流母線電壓的采樣精度。
[0005]作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本實(shí)用新型還包括以下附加技術(shù)特征。
[0006]所述的采樣電阻、平衡電阻均由多個(gè)電阻串聯(lián)而成。多個(gè)小阻值的電阻串聯(lián)形成大阻值的采樣電阻及平衡電阻，并通過分壓電阻使直流母線電壓降低至DSP的AD采樣范圍內(nèi)。
[0007]所述的分壓電路包括第十八電阻，第十八電阻的首端與采樣電阻末端相連，第十八電阻的末端接地，第一電容與第十八電阻并聯(lián)連接，所述的第十八電阻的首端通過第三電容與平衡電阻末端相連，所述的平衡電阻的末端連接第九電阻的首端，第二電容與第九電阻并聯(lián)連接。
[0008]所述的采樣電阻的末端連接第一開關(guān)二極管的控制端；第一開關(guān)二極管的正端接地，負(fù)端接電源；所述的平衡電阻的末端連接第二開關(guān)二極管的控制端，第二開關(guān)二極管的正端接地，負(fù)端接電源。
[0009]所述的運(yùn)算放大器包括第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器，所述的采樣電阻的末端與第一運(yùn)算放大器的同相輸入端相連，所述的平衡電阻的末端與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端相連，所述的第一運(yùn)算放大器的輸出端與第九電阻的末端、第二運(yùn)算放大器的同相輸入端相連；所述的第二運(yùn)算放大器的輸出端與第二運(yùn)算放大器的反相輸入端相連。
[0010]所述的第二運(yùn)算放大器的輸出端與第十九電阻的首端相連；第十九電阻的末端與第三開關(guān)二極管控制端相連；所述的第三開關(guān)二極管的正端接地，負(fù)端接電源。
[0011]所述的第三開關(guān)二極管的控制端連接第六電容首端，第六電容的末端接地。
[0012]第二運(yùn)算放大器的輸出端連接第五電容的首端，第五電容的末端接地。 [0013]所述的第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器的接地端與第四電容首端相連；第四電容的末端與電源相連。
[0014]所述的平衡電阻由第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八電阻串聯(lián)而成；所述的采樣電阻由第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七電阻串聯(lián)--? 。
[0015]有益效果:本技術(shù)方案直接對直流母線電壓進(jìn)行分壓，成本低，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的直流母線采樣；采用精密電阻實(shí)現(xiàn)分壓，有效提高了直流母線電壓的采樣精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型電路圖。
[0017]Dl-第一開關(guān)二極管；D2_第二開關(guān)二極管；D3_第三開關(guān)二極管；U1_第一運(yùn)算放大器；U2-第二運(yùn)算放大器；R1_第一電阻；R2-第二電阻；R3-第三電阻；R4_第四電阻；R5-第五電阻；R6-第六電阻；R7-第七電阻；R8-第八電阻；R9_第九電阻；R10_第十電阻；Rll-第十一電阻；R12-第十二電阻；R13-第十三電阻；R14_第十四電阻；R15_第十五電阻；R16-第十六電阻；R17-第十七電阻；R18-第十八電阻；R19_第十九電阻；C1_第一電容；C2-第二電容；C3-第三電容；C4-第四電容；C5-第五電容；C6-第六電容；DSP_處理器。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0019]本實(shí)用新型包括采樣電阻、平衡電阻、分壓電路、第一開關(guān)二極管D1、第二開關(guān)二極管D2、第三開關(guān)二極管D3、運(yùn)算放大器；采樣電阻首端與直流母線電源端相連、采樣電阻末端與分壓電路、第一開關(guān)二極管D1、運(yùn)算放大器的同相輸入端相連；平衡電阻首端與直流母線接地端相連，其末端與第二開關(guān)二極管D2、運(yùn)算放大器的反相輸入端相連；其中采樣電阻、平衡電阻均由多個(gè)電阻串聯(lián)而成。分壓電路包括第十八電阻R18，第十八電阻R18的首端與采樣電阻末端相連，第十八電阻R18的末端接地，第一電容Cl與第十八電阻R18并聯(lián)連接，第十八電阻R18的首端通過第三電容C3與平衡電阻末端相連，平衡電阻的末端連接第九電阻R9的首端，第二電容C2與第九電阻R9并聯(lián)連接。
[0020]采樣電阻的末端連接第一開關(guān)二極管Dl的控制端；第一開關(guān)二極管Dl的正端接地，負(fù)端接電源；平衡電阻的末端連接第二開關(guān)二極管D2的控制端，第二開關(guān)二極管D2的正端接地，負(fù)端接電源。[0021]運(yùn)算放大器包括第一運(yùn)算放大器U1、第二運(yùn)算放大器U2，采樣電阻的末端與第一運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端相連，平衡電阻的末端與第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端相連，第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端與第九電阻R9的末端、第二運(yùn)算放大器U2的同相輸入端相連；第二運(yùn)算放大器U2的輸出端與第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端相連。
[0022]第二運(yùn)算放大器U2的輸出端與第十九電阻R19的首端相連；第十九電阻R19的末端與第三開關(guān)二極管D3控制端相連；第三開關(guān)二極管D3的正端接地，負(fù)端接電源。
[0023]第三開關(guān)二極管D3的控制端連接第六電容C6首端，第六電容C6的末端接地。
[0024]第二運(yùn)算放大器的輸出端連接第五電容C5的首端，第五電容C5的末端接地。
[0025]所述的第一運(yùn)算放大器Ul、第二運(yùn)算放大器U2的接地端與第四電容C4首端相連；第四電容C4的末端與電源相連。
[0026]平衡電阻由第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8串聯(lián)而成；采樣電阻由第十、第1、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七電阻 RIO、Rll、R12、R13、R14、R15、R16、R17 串聯(lián)而成。
[0027]在本實(shí)施例中，運(yùn)算放大器的型號是LM358 ;第一開關(guān)二極管Dl、第二開關(guān)二極管D2的型號是BAV99 ;第三開關(guān)二級管D3的型號為BAT54S。
[0028]在直流母線3IOG和3IOV上分別串聯(lián)第一至第八電阻Rl?R8和第十至第十七電阻RlO?R17，進(jìn)行采樣，經(jīng)過分壓電阻，運(yùn)算放大器將直流母線電壓按照分壓比例降低至DSP的采樣電壓范圍內(nèi)，即Vdc信號。再經(jīng)過第三開關(guān)二極管D3對Vdc進(jìn)行箝位，最終輸出到處理器DSP的AD端口，通過軟件計(jì)算得到對應(yīng)的實(shí)際的直流母線電壓值，對驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行過壓/欠壓保護(hù)。
[0029]以上圖1所示的一種直流母線電壓采樣電路是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，已經(jīng)體現(xiàn)出本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，可根據(jù)實(shí)際的使用需要，在本實(shí)用新型的啟示下，對其進(jìn)行形狀、結(jié)構(gòu)等方面的等同修改，均在本方案的保護(hù)范圍之列。
【權(quán)利要求】
1.一種直流母線電壓采樣電路，其特征在于:包括采樣電阻、平衡電阻、分壓電路、第一開關(guān)二極管(D1)、第二開關(guān)二極管(D2)、第三開關(guān)二極管(D3)、運(yùn)算放大器；采樣電阻首端與直流母線電源端相連、采樣電阻末端與分壓電路、第一開關(guān)二極管(D1)、運(yùn)算放大器的同相輸入端相連；平衡電阻首端與直流母線接地端相連，其末端與第二開關(guān)二極管(D2)、運(yùn)算放大器的反相輸入端相連；運(yùn)算放大器的輸出端經(jīng)第三開關(guān)二極管(D3)與處理器(DSP)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流母線電壓采樣電路，其特征在于:所述的采樣電阻、平衡電阻均由多個(gè)電阻串聯(lián)而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種直流母線電壓采樣電路，其特征在于:所述的分壓電路包括第十八電阻(R18)，第十八電阻(R18)的首端與采樣電阻末端相連，第十八電阻(R18)的末端接地，第一電容(Cl)與第十八電阻(R18)并聯(lián)連接，所述的第十八電阻(R18)的首端通過第三電容(C3)與平衡電阻末端相連，所述的平衡電阻的末端連接第九電阻(R9)的首端，第二電容(C2)與第九電阻(R9)并聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種直流母線電壓采樣電路，其特征在于:所述的采樣電阻的末端連接第一開關(guān)二極管(Dl)的控制端；第一開關(guān)二極管(Dl)的正端接地，負(fù)端接電源；所述的平衡電阻的末端連接第二開關(guān)二極管(D2)的控制端，第二開關(guān)二極管(D2)的正端接地，負(fù)端接電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種直流母線電壓采樣電路，其特征在于:所述的運(yùn)算放大器包括第一運(yùn)算放大器(U1)、第二運(yùn)算放大器(U2)，所述的采樣電阻的末端與第一運(yùn)算放大器(Ul)的同相輸入端相連，所述的平衡電阻的末端與第一運(yùn)算放大器(Ul)的反相輸入端相連，所述的第一運(yùn)算放大器(Ul)的輸出端與第九電阻(R9)的末端、第二運(yùn)算放大器(U2)的同相輸入端相連；所述的第二運(yùn)算放大器(U2)的輸出端與第二運(yùn)算放大器(U2)的反相輸入端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種直流母線電壓采樣電路，其特征在于:所述的第二運(yùn)算放大器(U2)的輸出端與第十九電阻(R19)的首端相連；第十九電阻(R19)的末端與第三開關(guān)二極管(D3)控制端相連；所述的第三開關(guān)二極管(D3)的正端接地，負(fù)端接電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種直流母線電壓采樣電路，其特征在于:所述的第三開關(guān)二極管(D3)的控制端連接第六電容(C6)首端，第六電容(C6)的末端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種直流母線電壓采樣電路，其特征在于:第二運(yùn)算放大器的輸出端連接第五電容(C5)的首端，第五電容(C5)的末端接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種直流母線電壓采樣電路，其特征在于:所述的第一運(yùn)算放大器(U1)、第二運(yùn)算放大器(U2)的接地端與第四電容(C4)首端相連；第四電容(C4)的末端與電源相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種直流母線電壓采樣電路，其特征在于:所述的平衡電阻由第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八電阻(1?1、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7、1?8)串聯(lián)而成；所述的采樣電阻由第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七電阻(RIO、Rll、R12、R13、R14、R15、R16、R17)串聯(lián)而成。
【文檔編號】G01R19/00GK203519703SQ201320701803
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】燕婧婧, 王建喬, 季似宣, 廉晨龍, 韓成, 李建華 申請人:臥龍電氣集團(tuán)股份有限公司, 臥龍電氣集團(tuán)杭州研究院有限公司