隔离电压采样电路及交直流通用的自动转换开关的制作方法

本实用新型涉及一种隔离电压采样电路，属低压电器技术领域。

背景技术：

现阶段自动转换开关多数采用交流供电，随着直流供电的推广，满足市场需求的交直流通用的自动转换开关应运而生。自动转换开关需要实现对电源电压的检测，而现有的电压检测技术中，一般都采用电压互感器或者变压器来实现，但是这种技术成本高而且占用空间较大且只能检测交流电源，不适用于直流电源及不利于那些对产品设计成本低及小型化要求高的场合；也有直接采用电阻分压、压频转换的方式来实现电压采样，但这种方式使得电源与控制电路不隔离，存在安全隐患。因此，有必要对现有交直流通用的自动转换开关的电压采样电路予以改进。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种隔离电压采样电路不仅能够实现交直流通用，且具有良好的抗干扰性、安全性和很高的经济实用性。

本实用新型的隔离电压采样电路，包括：输入接口电路、整流电路、分压电路、第一电源电路、电压比较电路、电压信号隔离电路、处理单元；输入接口电路从主电路获取电压信号并经整流电路整流后分为两路，一路送入第一电源电路，另一路经分压电路分压后作为电压比较电路的输入；第一电源电路的输出电压被分为两路，一路为电压比较电路中的用电部件供电，另一路用于为电压比较电路提供基准电压；电压比较电路的输出电压信号经过电压信号隔离电路后送入处理单元。

进一步地，其还包括第二电源电路，用于将第一电源电路所输出电压转换为与处理单元相适配的电压后供给处理单元。

优选地，所述电压信号隔离电路为光耦隔离电路。

根据相同的发明思路还可以得到以下技术方案：

一种交直流通用的自动转换开关，包括以上任一技术方案所述隔离电压采样电路。

相比现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型不但可实现交直流通用的电压采样，且实现了电源与控制电路的隔离，具有更好的抗干扰性和安全性；此外，本实用新型电路结构相对简单，具有很好的经济实用性。

附图说明

图1为本实用新型一个优选实施例的原理框图；

图2为本实用新型优选实施例的一种具体实现电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明：

本实用新型隔离电压采样电路包括：输入接口电路、整流电路、分压电路、第一电源电路、电压比较电路、电压信号隔离电路、处理单元；输入接口电路从主电路获取电压信号并经整流电路整流后分为两路，一路送入第一电源电路，另一路经分压电路分压后作为电压比较电路的输入；第一电源电路的输出电压被分为两路，一路为电压比较电路中的用电部件供电，另一路用于为电压比较电路提供基准电压；电压比较电路的输出电压信号经过电压信号隔离电路后送入处理单元。

本实用新型还可进一步增加第二电源电路，将第一电源电路所输出电压转换为与处理单元相适配的电压后供给处理单元。

图1显示了本实用新型一个优选实施例的基本原理，如图1所示，隔离电压采样电路包括：输入接口电路、整流电路、分压电路、第一电源电路、第二电源电路、电压比较电路、电压信号隔离电路、处理单元；输入接口电路从主电路获取电压信号并经整流电路整流后分为两路，一路送入第一电源电路，另一路经分压电路分压后作为电压比较电路的输入；第一电源电路的输出电压被分为三路，一路为电压比较电路中的用电部件供电，一路用于为电压比较电路提供基准电压，最后一路输入第二电源电路；电压比较电路的输出电压信号经过电压信号隔离电路后送入处理单元，处理单元由第二电源单元供电。

该电压采样电路的输入如果是直流电压采样信号，那么电压比较电路的输出为高电平信号，若输入为交流电压采样信号，那么经过电压比较电路后输出方波信号，输出的电压信号再经隔离电路进行隔离后送入处理单元进行处理。其中，处理单元对直流电压采样信号和交流电压采样信号的处理方法均为现有成熟技术，此处不再赘述。

图2显示了上述优选实施例的一种具体实现电路。输入接口电路从交直流常用、备用电源获取电压信号后，经过整流电路整流后一路送入至第一电源电路，另一路送入至分压电路。如图2所示，所述的第一电源电路包括电容E1、电容E2、电容E3、电容E4、电容E5、电容C1、电感L1、电感L2、电源芯片U1、电阻R1、电阻R2、二极管D1、二极管D2。其中，电容E1、电容E2和电感L1组成π型滤波电路，输入端与整流电路的输出端连接，输出端与电源芯片U1的D脚相连，电源芯片U1的BP脚接旁路电容C1，电容C1的另一端与U1的S脚相连，电源芯片U1的FB脚与电阻R1、电阻R2以及电容E3的负极连接，电阻R1的另一端与电容E3正极、电容E4正极和二极管D2负极相连，电阻R2另一端与电容E4负极相连，电容E4负极与电感L2一端和二极管D1负极相连，电感L2另一端与二极管D2正极和电容E5的正极连接，电容E1、电容E2的负极、二极管D1正极以及电容E5负极共同接地。所述的第二电源电路由电源芯片U2组成，电源芯片U2的输入端与第一电源电路的输出端相连。第一电源电路产生的第一电源V1与第二电源电路产生的第二电源V2通过电源芯片U2实现隔离。

所述的分压电路包括电阻R3、电阻R4、电容C3、稳压管VD1，电阻R3的一端与整流电路的输出端相连，电阻R3的另一端与电阻R4、电容C3、稳压管VD1负极相连，电阻R4的另一端、电容C3的另一端、稳压管VD1的正极共同接地。

所述的电压比较电路包括电阻R5、电阻R6、电容C4、电阻R7、运放U3A。第一电源电路产生的第一电源电压V1与电容C4一端及电阻R5一端相连，电阻R5另一端与电阻R6一端及运放U3A负端相连，运放U3A正端与电阻分压电路输出端相连，电阻R7跨接在运放U3A输入输出端，电容C4另一端、电阻R6另一端共同接地。第一电源电压V1给运放U3A供电，同时经电阻R5、电阻R6分压后的电压作为电压比较电路的基准电压。

所述的电压信号隔离电路包括电容C5、电阻R8、光耦TL1电阻R9和电阻R10。电阻R8一端与电压比较电路的输出端相连，电阻R8的另一端与光耦TL1的输入端相连，光耦TL1的输出端与电阻R9和电阻R10相连，电阻R9的另一端与第二电源V2相连，电阻R10的另一端送入微处理器单元。

该电路的工作过程具体如下：交/直流电压采样信号经过整流电路变成直流电压信号，此信号一路送入第一电源电路产生第一电源电压V1，第一电源电压V1经过第二电源电路产生第二电源电压V2；另一路输入给分压电路，经过电阻R3、R4分压后，分压的电压送入给电压比较电路。电压比较电路的基准电压，来源于第一电源V1经过电阻R5、R6分压。若输入是直流电压采样信号，那么经过电压比较电路输出为高电平信号，若输入为交流电压采样信号，那么经过电压比较电路输出方波信号。输出的电压信号再经过光耦TL1隔离，最后将电压信号输送给微处理器单元进行处理。第一电源电压V1用于给电压采样电路运放及光耦前级供电，以及用作电压比较电路的基准电压。第二电源V2用于光耦后级的控制电路供电。

本实用新型通过由光耦TL1组成的隔离电路使电压采样电路前级和控制电路进行隔离，通过隔离电源分别给电压采样电路前级和控制电路进行供电，使得上述两电路间不会相互产生干扰，使得整个电路的抗干扰能力强，电路稳定性合可靠性都提高。本实用新型可应用于交直流通用的自动转换开关，或者低压断路器等。