隔离式交流电压采样电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子电气领域，尤其是涉及一种结构合理、工作稳定、采样精度高的隔离式交流采样电路。
【背景技术】
[0002]目前在开关电源和很多家用电器产品中，都需要对交流输入市电电压进行采样，以此来判断输入电压是否满足安全使用的要求。在不同的供电地区或者不同的时间段存在市电电网电压的波动的现象，电网电压会由于供电品质或者用电负载的的变化而产生高低变化。电网电压过低时，会造成电器产品工作不正常，甚至会由于电流过大而烧坏电器产品，产生火灾；电网电压过高时，有可能会造成电器产品内部器件过压击穿。传统的交流电压采样的方式主要有采用工频变压器进行采样和采用集成的VF芯片进行采样。采用工频变压器进行采样的缺点主要是工频变压器体积大质量重，不适合轻量化的开关开关电源和小型化的家用电器使用。采用集成的VF芯片进行采样的缺点主要是采样线性度不好，不能够满足宽范围电压采样的要求，同时温度特性差，温漂大，采样精度不高。
【发明内容】
[0003]本实用新型针对现有技术的缺点和不足，提出一种实用的应用分立电子器件实现交流电压采样的电路，此电路在达到精度要求的同时，实现了隔离采样，能够提高产品的安全性和稳定性，提尚广品品质。
[0004]本实用新型可以通过以下措施达到:
[0005]—种隔离式交流采样电路，其特征在于包括基准电压产生器、三角波发生器、比较器和隔离传输光耦。基准电压产生器的输出端与三角波发生器的输入端相连接，三角波发生器的输出端与比较器的一路输入端相连接，比较器的另一路输入端与交流电压平均值输出电路相连接，比较器的输出端输出方波电压信号，隔离传输光耦对方波电压信号进行隔离传递。
[0006]本实用新型所述基准电压产生器包括电压基准芯片IC2，IC2为三端器件，其正极端接地，负极端通过电阻R5和R12连接，此节点产生本电路所需要的基准电压。其第三极为调整端，其与电阻R12和R15连接，通过调整R12和R15的配比来得到此电路所需的基准电压，R12和R15的配比为1.5，得到此电路所需要的基准电压为6.25V。
[0007]本实用新型所述三角波发生器包括IClB和IC1C，IClB的反相输入端与IClC的同向输入端相连接，同时与基准电压分压后得到的电压2.82V连接，此电源用于产生三角波的零点电压，此电压值与交流输入电压平均值电路一起，限制了此电路采样的最低交流电压值。IClB的输出端通过电阻R13与IClC的反向输入端相连接，通过积分电容C2产生电路所需要的三角波。本实施的实例中，产生的三角波的频率为608Hz，通过此三角波发生器后，在IClC的输出端，得到零点电压为IV，幅值为4V的三角波。本实例中，此零点电压IV、锯齿波的幅值4V和交流输入电压平均值电路一起，限制了此电路采样的最高交流电压值。
[0008]本实用新型所述比较器包括运算放大器IC1A。IClA的反相输入端与三角波发生器的输出端相连接，IClA的同相输入端与交流输入电压平均值电路连接，在IClA的输出端得到与交流输入电压平均值成对应关系的具有一定占空比的方波电压，此方波电压通过电阻R4驱动隔离传输光耦工作，在隔离传输光耦输出端通过R7与单片机1接口连接，在单片机内部通过采样平均计算，得到交流输入电压值。
[0009]本实用新型在使用中，不同的交流电压平均值与三角波电压比较，会产生不同占空比的方波电压，经过光耦传输之后，在光耦的副边用单片机进行采样平均，得到的平均值经过一定的公式变化之后，即可得到真正的交流电压。与现有技术相比，此电路具有结构简单、工作稳定、采样精度高等显著的优点。
[0010]【附图说明】:
[0011]附图1是本实用新型的原理框图。
[0012]附图2是本实用新型的一种实施方式电路图。
[0013]附图标记:基准电压产生器1、三角波发生器2、比较器3、隔离传输光耦4。
[0014]【具体实施方式】:
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0016]如附图1所示，本实用新型提出了一种隔离式交流采样电路，其特征在于包括基准电压产生器1、三角波发生器2、比较器3和隔离传输光親4，基准电压产生器I的输出端与三角波发生器2的输入端相连接，三角波发生器2的输出端与比较器3的一路输入端相连接，比较器3的另一路输入端与交流电压平均值输出电路相连接，比较器3的输出端输出方波电压信号，隔离传输光耦4对方波电压信号进行隔离传递。
[0017]参见附图2，基准电压产生器I包括电压基准芯片IC2，IC2为三端器件，其正极端接地，负极端通过电阻R5和R12连接，此节点产生本电路所需要的基准电压。其第三极为调整端，其与电阻R12和R15连接，通过调整R12和R15的配比来得到此电路所需的基准电压。
[0018]本例实施中，R12和R15的配比为1.5，得到此电路所需要的基准电压为6.25V。
[0019]三角波发生器2包括IClB和IC1C。IClB的反相输入端与IClC的同向输入端相连接，同时与基准电压分压后得到的电压2.82V连接，此电源用于产生三角波的零点电压。此电压值与交流输入电压平均值电路一起，限制了此电路采样的最低交流电压值。IClB的输出端通过电阻R13与IClC的反向输入端相连接，通过积分电容C2产生电路所需要的三角波，本实施的实例中，产生的三角波的频率为608Hz。通过此三角波发生器后，在IClC的输出端，得到零点电压为IV，幅值为4V的三角波。本实例中，此零点电压IV、锯齿波的幅值4V和交流输入电压平均值电路一起，限制了此电路采样的最高交流电压值。
[0020]比较器3包括运算放大器IC1A。IClA的反相输入端与三角波发生器的输出端相连接，IClA的同相输入端与交流输入电压平均值电路连接。在IClA的输出端得到与交流输入电压平均值成对应关系的具有一定占空比的方波电压。
[0021]此方波电压通过电阻R4驱动隔离传输光耦工作。在隔离传输光耦4输出端通过R7与单片机1接口连接。在单片机内部通过采样平均计算，得到交流输入电压值。
[0022]由上述方案可见，隔离式交流电压采样电路通过产生标准稳定的三角波与交流电压平均值比较，产生一定占空比的方波电压，通过隔离传输此方波电压所携带的占空比信息，最终得到所需要的交流电压值信息。
【主权项】
1.一种隔离式交流电压采样电路，其特征在于包括基准电压产生器、三角波发生器、比较器和隔离传输光親，基准电压产生器的输出端与三角波发生器的输入端相连接，三角波发生器的输出端与比较器的一路输入端相连接，比较器的另一路输入端与交流电压平均值输出电路相连接，比较器的输出端输出方波电压信号，隔离传输光耦对方波电压信号进行隔离传递。2.根据权利要求1所述的一种隔离式交流电压采样电路，其特征在于所述基准电压产生器包括电压基准芯片IC2，IC2为三端器件，其正极端接地，负极端通过电阻R5和R12连接，此节点产生本电路所需要的基准电压，其第三极为调整端，其与电阻R12和R15连接，通过调整R12和R15的配比来得到此电路所需的基准电压，R12和R15的配比为1.5，得到此电路所需要的基准电压为6.25V。3.根据权利要求1所述的一种隔离式交流电压采样电路，其特征在于所述三角波发生器包括IClB和IC1C，IClB的反相输入端与IClC的同向输入端相连接，同时与基准电压分压后得到的电压2.82V连接，此部分用于产生三角波的零点电压，此电压值与交流电压平均值输出电路一起，限制了此电路采样的最低交流电压值，IClB的输出端通过电阻R13与IClC的反向输入端相连接，通过积分电容C2产生电路所需要的三角波。4.根据权利要求1所述的一种隔离式交流电压采样电路，其特征在于所述比较器包括运算放大器IC1A，IClA的反相输入端与三角波发生器的输出端相连接，IClA的同相输入端与交流电压平均值输出电路连接，在IClA的输出端得到与交流输入电压平均值成对应关系占空比的方波电压。
【专利摘要】本实用新型涉及电子电气领域，尤其是涉及一种结构合理、工作稳定、采样精度高的隔离式交流电压采样电路，其特征在于包括基准电压产生器、三角波发生器、比较器和隔离传输光耦。基准电压产生器的输出端与三角波发生器的输入端相连接，三角波发生器的输出端与比较器的一路输入端相连接，比较器的另一路输入端与交流电压平均值输出电路相连接，比较器的输出端输出方波电压信号，隔离传输光耦对方波电压信号进行隔离传递，与现有技术相比，此电路具有结构简单、工作稳定、采样精度高等显著的优点。
【IPC分类】G01R19/00
【公开号】CN204855627
【申请号】CN201520496181
【发明人】郑前进, 张 浩, 陈明才
【申请人】威海天力电源有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月10日