專利名稱：精密電壓電流轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種電壓電流轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種精密電壓電 流轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)迅速發(fā)展，許多變換器都需要檢測電網(wǎng)電壓信號，用于控制，如 單相功率因數(shù)校正器。在單相功率因數(shù)校正器中，一些模擬控制或數(shù)字控制，需要將單相交 流電壓信號不失真地檢測過來，采用的方法多種多樣。經(jīng)過對單相功率因數(shù)校正器中電網(wǎng)電壓檢測技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，G. Comandatore and U. Moriconi. Designing a high power factor switching preregulator with the L4981 continuousmode. AN 628 ST Company，pp. 1-23。記載了一種整流橋后采用電流鏡原 理的輸入電壓波形檢測方法，其不足是二極管存在交越失真現(xiàn)象，檢測電流的電阻壓降引 起電平轉(zhuǎn)移和引入干擾，會帶來檢測不準確問題，重載下尤為如此。進一步檢索發(fā)現(xiàn)，PhilipC. Todd，UC3854 Controlled Power Factor Correction CircuitDesign. Unitrode Application Note, pp. 40-44, nol, Jan. 2002. icii^了一禾中
橋后采用電阻分壓原理的輸入電壓波形檢測方法，其不足同上。上述技術(shù)在傳統(tǒng)的單相功率因數(shù)校正器中，大都采用整流橋后電壓分壓或電流鏡 的檢測方式。其不足是受整流橋影響，檢測精度低，使用范圍較窄。為此需要對檢測電路 進行改進。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種精密電壓電流轉(zhuǎn)換電路，可 以直接將交流電壓轉(zhuǎn)化為高精度的正弦半波直流電流或電壓。本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本實用新型包括差動分壓電路、精密整 流電路和精密電流鏡電路，其中差動分壓電路的輸入端與單相交流電源相連接，差動分壓 電路的差動信號的輸出端與精密整流電路的信號輸入端相連，精密整流電路的信號輸出端 連接精密電流鏡電路，精密電流鏡電路輸出電壓或電流信號。所述的差動分壓電路包括四個電阻，其中第一電阻的一端與單相電源零線相 連，第一電阻的另一端分別與第二電阻的一端和精密整流電路相連，第三電阻的一端與單 相電源的火線相連，第三電阻的另一端分別與第四電阻的一端以及第六電阻的一端相連， 第二電阻的另一端與第四電阻的另一端相連后接地。所述的精密整流電路包括兩個二極管、兩個功率放大器和八個電阻，其中第 一二極管的陰極分別與第五電阻的另一端、第八電阻的一端以及第一功率放大器的反向輸 入端相連，第一二極管的陽極分別與第二二極管的陰極以及第一功率放大器的輸出端相 連，第二二極管陽極分別與第八電阻的另一端以及第九電阻的一端相連，第六電阻的一端 與差動分壓電路中的第三電阻和第四電阻的公共端相連，第六電阻的另一端與第七電阻的一端相連后與第一功率放大器的非反向輸入端相連，第七電阻的另一端接地，第九電阻的 另一端依次與第十電阻的另一端、第十一電阻的一端以及第二功率放大器的反向輸入端相 串聯(lián)，第十一電阻的另一端依次與第二功率放大器的輸出端和精密電流鏡電路中的第十三 電阻的一端相串聯(lián)并接地，第十二電阻的一端與第二功率放大器的非反向輸入端相連，其 另一端接地。所述的精密電流鏡電路包括三個NPN三極管和四個電阻，其中第一 NPN三極管 的基極分別與第二 NPN三極管的發(fā)射極、第三NPN三極管的基極以及第十五電阻的一端相 連，第一 NPN三極管的集電極與第二 NPN三極管的基極相連，第一 NPN三極管的的發(fā)射極與 第十四電阻的一端相連，第二 NPN三極管的集電極與第十三電阻的另一端相連，第三NPN三 極管的發(fā)射極與第十六電阻的一端相連，第十四電阻的另一端、第十五電阻的另一端以及 第十六電阻的另一端相連后接地。本實用新型中的差動分壓電路負責分壓，獲得信號級別的正弦電壓波形；精密整 流電路負責將單相正弦電壓整流成為正弦半波電壓；精密電流鏡負責將正弦半波電壓升壓 為高幅值、低紋波的直流電壓。本實用新型利用差動電壓檢測、成熟的精密整流電路和精密 電流鏡電路，可以將任意輸入電壓波形高精度檢測，用于控制，不受整流橋的影響。具有構(gòu) 思新穎、檢測精度高等優(yōu)點。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術(shù)方案為前 提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限 于下述的實施例。如圖1所示，本實施例包括差動分壓電路1、精密整流電路2和精密電流鏡電路 3，其中差動分壓電路1的輸入端與單相電源的火線和零線相連接，其輸出端與精密整流 電路2的交流信號輸入端相連接，精密整流電路2的直流信號輸出端與精密電流鏡電路3 的輸入端連接，精密電流鏡電路3的輸出端連接外接電路。所述的差動分壓電路包括第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3和第四電阻R4， 其中第一電阻Rl的一端與單相電源零線相連，其另一端與第二電阻R2的一端、第五電阻 R5的一端、精密整流電路中第十電阻RlO的一端相連。第三電阻R3的一端與單相電源的火 線相連，其另一端與第四電阻R4的一端、第六電阻R6的一端相連。第二電阻R2的另一端 與第四電阻R4的另一端相連后接地。所述的精密整流電路包括第一二極管Dl和第二二極管D2、第一功率放大器Al、 第二功率放大器A2、第五電阻R5 第十二電阻R12，其中第一二極管Dl的陰極與第五電 阻R5的另一端、第八電阻R8的一端、第一功率放大器Al的反向輸入端相連，其陽極與第 二二極管D2的陰極、第一功率放大器Al的輸出端相連。第二二極管陽極D2與第八電阻R8 的另一端、第九電阻R9的一端相連。第六電阻R6的一端與差動分壓電路中的第三電阻R3 和第四電阻R4的公共端相連，其另一端與第七電阻R7的一端相連后與第一功率放大器Al的非反向輸入端相連。第七電阻R7的另一端接地。第九電阻R9的另一端與第十電阻RlO 的另一端、第十一電阻Rll的一端相連后，與第二功率放大器A2的反向輸入端相連。第十一 電阻Rll的另一端與第二功率放大器A2的輸出端相連后與精密電流鏡電路中的第十三電 阻R13的一端接地。第十二電阻R12的一端與第二功率放大器A2的非反向輸入端相連，其
另一端接地。所述的精密電流鏡電路包括第一 NPN三極管Tl、第二 NPN三極管T2、第三NPN三 極管T3和第十三電阻R13 第十六電阻R16，其中第一 NPN三極管Tl的基極與第二 NPN 三極管T2的發(fā)射極、第三NPN三極管T3的基極、第十五電阻R15的一端相連，其集電極與 第二 NPN三極管T2的基極相連，其發(fā)射極與第十四電阻R14的一端相連。第二 NPN三極管 T2的集電極與第十三電阻R13的另一端相連。第三NPN三極管T3的集電極與外部相連，其 發(fā)射極與第十六電阻R16的一端相連。第十四電阻R14的另一端、第十五電阻R15的另一 端與第十六電阻R16的另一端相連后接地。本實例中單相交流輸入電壓為220VAC，輸出正弦半波電流幅值1mA。所有元器件 均采用高精度。電阻Rl、R3為220k Ω，電阻R2、R4為IkQ，電阻R57、R6為5. IkQ，電阻 R9、R10、R11 為 5. IkQ，電阻 R7、R12 為 5. IkQ 電阻，R8 為 IOk Ω，二極管 D1、D2 為 1N4148。 R15可以開路，可以不為零，用以增加T2的放大倍數(shù)。R13與R14相等，電流負反饋電阻，可 以不為零。功率放大器Al A2為滿幅值，雙電源供電。三極管Tl T3為同類型的NPN 三極管。本實用新型利用差動電壓檢測、成熟的精密整流電路和精密電流鏡電路，可以將 任意輸入電壓波形高精度檢測，用于控制，不受整流橋的影響。具有構(gòu)思新穎、檢測精度高 等優(yōu)點。
權(quán)利要求一種精密電壓電流轉(zhuǎn)換電路，包括差動分壓電路、精密整流電路和精密電流鏡電路，其特征在于差動分壓電路的輸入端與單相交流電源相連接，差動分壓電路的差動信號的輸出端與精密整流電路的信號輸入端相連，精密整流電路的信號輸出端連接精密電流鏡電路，精密電流鏡電路輸出電壓或電流信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密電壓電流轉(zhuǎn)換電路，其特征是，所述的差動分壓電路包 括四個電阻，其中第一電阻的一端與單相電源零線相連，第一電阻的另一端分別與第二 電阻的一端和精密整流電路相連，第三電阻的一端與單相電源的火線相連，第三電阻的另 一端分別與第四電阻的一端以及第六電阻的一端相連，第二電阻的另一端與第四電阻的另 一端相連后接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密電壓電流轉(zhuǎn)換電路，其特征是，所述的精密整流電路包 括兩個二極管、兩個功率放大器和八個電阻，其中第一二極管的陰極分別與第五電阻的 另一端、第八電阻的一端以及第一功率放大器的反向輸入端相連，第一二極管的陽極分別 與第二二極管的陰極以及第一功率放大器的輸出端相連，第二二極管陽極分別與第八電阻 的另一端以及第九電阻的一端相連，第六電阻的一端與差動分壓電路中的第三電阻和第四 電阻的公共端相連，第六電阻的另一端與第七電阻的一端相連后與第一功率放大器的非反 向輸入端相連，第七電阻的另一端接地，第九電阻的另一端依次與第十電阻的另一端、第 十一電阻的一端以及第二功率放大器的反向輸入端相串聯(lián)，第十一電阻的另一端依次與第 二功率放大器的輸出端和精密電流鏡電路中的第十三電阻的一端相串聯(lián)并接地，第十二電 阻的一端與第二功率放大器的非反向輸入端相連，其另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密電壓電流轉(zhuǎn)換電路，其特征是，所述的精密電流鏡電路 包括三個NPN三極管和四個電阻，其中第一 NPN三極管的基極分別與第二 NPN三極管的 發(fā)射極、第三NPN三極管的基極以及第十五電阻的一端相連，第一 NPN三極管的集電極與第 二 NPN三極管的基極相連，第一 NPN三極管的的發(fā)射極與第十四電阻的一端相連，第二 NPN 三極管的集電極與第十三電阻的另一端相連，第三NPN三極管的發(fā)射極與第十六電阻的一 端相連，第十四電阻的另一端、第十五電阻的另一端以及第十六電阻的另一端相連后接地。
專利摘要一種電壓電流轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域的精密電壓電流轉(zhuǎn)換電路，包括差動分壓電路、精密整流電路和精密電流鏡電路，其中差動分壓電路的輸入端與單相交流電源相連接，差動分壓電路的差動信號的輸出端與精密整流電路的信號輸入端相連，精密整流電路的信號輸出端連接精密電流鏡電路，精密電流鏡電路輸出電壓或電流信號。本裝置可以直接將交流電壓轉(zhuǎn)化為高精度的正弦半波直流電流或電壓。
文檔編號H02M3/155GK201726324SQ20102028874
公開日2011年1月26日 申請日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者楊喜軍, 王虎, 顏偉鵬 申請人:上海交通大學