电焊机电流模拟前端信号检测电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种信号检测电路，特别涉及一种电焊机电流模拟前端信号检测电路。
【背景技术】
[0002]现有的焊机电流模拟前端为了便于传感安接使用运放组成电压平移电路来达到兼容传感器正反接的目的，但是这样做大大降低了 ADC检测分辨率，无法实现高精度，或者为了实现高精度需要使用昂贵的高速高分辨率AD芯片，不利于节约成本。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种能够提高焊接电流检测分辨率和精度且降低成本的新型电焊机电流模拟前端信号检测电路。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型提供的电焊机电流模拟前端信号检测电路，包括限幅稳压电路、可清零积分器、低通滤波电路、反相比例运算电路、整流电路和滤波限幅电路，所述可清零积分器分别与所述限幅稳压电路和所述低通滤波电路连接，所述反相比例运算电路分别与所述低通滤波电路和所述整流电路连接，所述滤波限幅电路与所述整流电路连接。
[0005]优选地，所述限幅稳压电路包括电阻(R1)、电阻(R2)和二极管(TVS1)。
[0006]优选地，所述可清零积分器包括放大器(U15)、电阻(RVl)、电阻(RVlO)、电容(C75)、电阻(R45)、电阻(RJ3)和继电器(RYl)。
[0007]优选地，所述低通滤波电路包括电阻(R31)和电容(C29)。
[0008]优选地，所述反相比例运算电路包括运算放大器(U17)和电阻(RV3)。
[0009]优选地，所述整流电路包括差动放大器(U20)。
[0010]优选地，所述滤波限幅电路包括电阻(R36)、电容(C42)和运算放大器(U23)。
[0011]本实用新型模拟前端中使用特殊精密整流技术，采用单个双通道差动放大器构建精密全波整流器在多个方面超越了传统设计。其中最值得一提的是，取消了高性能外部RC元件，成本和复杂程度均大幅降低。该差动放大器精密整流方案不存在交越失真问题并经优化以在广泛温度范围内获得低漂移和高精度，采用AD8277，将有效信号电压全部整流输出，既可以兼容传感器正反接，也可以实现全部传感器输出电压的最大ADC分辨率利用，性价比极高。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型流程图；
[0013]图2是本实用新型电路总体图；
[0014]图3是本实用新型第一局部电路图；
[0015]图4是本实用新型第二局部电路图；。
【具体实施方式】
[0016]如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型提供的电焊机电流模拟前端信号检测电路，包括限幅稳压电路、可清零积分器、低通滤波电路、反相比例运算电路、整流电路和滤波限幅电路，所述可清零积分器分别与所述限幅稳压电路和所述低通滤波电路连接，所述反相比例运算电路分别与所述低通滤波电路和所述整流电路连接，所述滤波限幅电路与所述整流电路连接。
[0017]优选地，所述限幅稳压电路包括电阻R1、电阻R2和二极管TVSl。所述可清零积分器包括放大器U15、电阻RVl、电阻RV10、电容C75、电阻R45、电阻RJ3和继电器RYl。所述低通滤波电路包括电阻R31和电容C29。所述反相比例运算电路包括运算放大器U17和电阻RV3。所述整流电路包括差动放大器U20。所述滤波限幅电路包括电阻R36、电容C42和运算放大器U23。
[0018]焊机电流模拟前端信号调理链路为:电阻采样、TVS限幅、积分器积分滤波、RC滤波，可调增益信号放大、RC滤波、精密整流，RC滤波后二极管限幅进入ADC采样通道。
[0019]设计过程中，使用FilterLab软件设计滤波器，并结合Proteus和Multisim软件进行运放电路仿真。关键元器件选型，这里选用美国AD公司的高精密、低噪声、低输入偏置电流运算放大器OP177，OPl 177。
[0020]电路布局布线遵循模拟电路EMC要求，电压电流模拟通道单独布局，互不交错，整个模拟电路输入输出成直线形，模拟前端信号输入使用BNC插头，电源和调理输出使用2组双排针分别安置，整个电路成为独立的模拟前端模块，便于量产和模块嫁接应用。
[0021]原理图使用仿真软件仿真验证后确定元器件参数，然后电路PCBA制板后进行实际调试，参数微调后即可用于特定焊机焊接电流电压ADC采样。
[0022]本实用新型的优点如下:采用单个双通道差动放大器构建精密全波整流器在多个方面超越了传统设计。其中最值得一提的是，取消了高性能外部RC元件，成本和复杂程度均大幅降低。该差动放大器精密整流方案不存在交越失真问题并经优化以在广泛温度范围内获得低漂移和高精度，采用AD8277，将有效信号电压全部整流输出，既可以兼容传感器正反接，也可以实现全部传感器输出电压的最大ADC分辨率利用，性价比极高。
[0023]以上详细描述了本实用新型的优选的具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的设计构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的设计构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本实用新型的范围之内和/或由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1.电焊机电流模拟前端信号检测电路，其特征在于:包括限幅稳压电路、可清零积分器、低通滤波电路、反相比例运算电路、整流电路和滤波限幅电路，所述可清零积分器分别与所述限幅稳压电路和所述低通滤波电路连接，所述反相比例运算电路分别与所述低通滤波电路和所述整流电路连接，所述滤波限幅电路与所述整流电路连接。
2.根据权利要求1所述的电焊机电流模拟前端信号检测电路，其特征在于:所述限幅稳压电路包括电阻(Rl)、电阻(R2)和二极管(TVSl) ο
3.根据权利要求2所述的电焊机电流模拟前端信号检测电路，其特征在于:所述可清零积分器包括放大器(U15)、电阻(RVl)、电阻(RVlO)、电容(C75)、电阻(R45)、电阻(RJ3)和继电器(RYl)。
4.根据权利要求3所述的电焊机电流模拟前端信号检测电路，其特征在于:所述低通滤波电路包括电阻(R31)和电容(C29)。
5.根据权利要求4所述的电焊机电流模拟前端信号检测电路，其特征在于:所述反相比例运算电路包括运算放大器(U17)和电阻(RV3)。
6.根据权利要求5所述的电焊机电流模拟前端信号检测电路，其特征在于:所述整流电路包括差动放大器(U20)。
7.根据权利要求6所述的电焊机电流模拟前端信号检测电路，其特征在于:所述滤波限幅电路包括电阻(R36)、电容(C42)和运算放大器(U23)。
【专利摘要】本实用新型涉及一种电焊机电流模拟前端信号检测电路，包括限幅稳压电路、可清零积分器、低通滤波电路、反相比例运算电路、整流电路和滤波限幅电路，所述可清零积分器分别与所述限幅稳压电路和所述低通滤波电路连接，所述反相比例运算电路分别与所述低通滤波电路和所述整流电路连接，所述滤波限幅电路与所述整流电路连接。本实用新型模拟前端中使用特殊精密整流技术，采用单个双通道差动放大器构建精密全波整流器在多个方面超越了传统设计，成本和复杂程度均大幅降低，将有效信号电压全部整流输出，既可以兼容传感器正反接，也可以实现全部传感器输出电压的最大ADC分辨率利用，性价比极高。
【IPC分类】G01R19-25, B23K37-00
【公开号】CN204479649
【申请号】CN201520080576
【发明人】李伟
【申请人】苏州天奇安激光设备有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年2月5日