一种具有较强带载能力的偏置电源电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电气信号测量技术领域，特别是涉及一种具有较强带载能力的偏置电源电路。
【背景技术】
[0002]在低压配电系统中，需要实时对电源进行实时检测。目前，绝大多数的电源监测都是基于微电子技术的测量方式。由于微电子技术只能够读取正电平信号，而配电系统是交流电，存在负电压，所以，需要一个偏置电源将其所有波形抬升至正电压范围内。
[0003]但是，目前大多数的偏置电源都是基于一路或者是两路的电压抬升去做的设计，而在一些复杂的环境中，需要对多路负载的电平进行抬升，普通的偏置电源电路往往因为带载能力的问题，无法很好地完成任务，因此导致测量数据的不准确，影响了产品的整体性會K。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种具有较强带载能力的偏置电源电路。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型提供的具有较强带载能力的偏置电源电路包括:五个电阻器R1-R5、三个二极管D1-D3、六个电容器C1-C6和运算放大器Ul ;其中:
[0006]A点与第一电阻器R1、第一电容器Cl、第二电容器C2、第一二极管Dl的阴极、第二电阻器R2相连接出点与第二电阻器R2、第三电阻器R3、第三电容器C3、运算放大器Ul的3脚相连接；C点为参考电平点，C点与第一电容器Cl、第二电容器C2、第一二极管Dl的阳极、第三电阻器R3、第三电容器C3、第五电容器C5、第六电容器C6、第二二极管D2的阳极相连接山点与运算放大器Ul的2脚、第四电容器C4、第四电阻器R4相连接出点与运算放大器Ul的I脚、第五电阻器R5和第四电容器C4相连接；F点与第四电阻器R4、第五电阻器R5、第五电容器C5、第六电容器C6、第二二极管D2的阴极、第三二极管D3的阳极相连接；电源+12V与第一电阻器Rl相连接；电源+3.3V与第三二极管D3的阴极相连接；运算放大器Ul的4管脚和11管脚分别与电源+3.3V和参考电平点相连接。
[0007]所述的第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5均为1k欧姆电阻器；所述的第一电容器Cl、第五电容器C5的容值为4.7微法，第二电容器C2、第三电容器C3、第六电容器C6的容值为100纳法，第四电容器C4的容值为47微法；所述的第一二极管Dl为稳压二极管，具体型号为LM4040，第二二极管D2、第三二极管D3为开关二极管，具体型号为D1N4148 ;运算放大器Ul的具体型号为LM324，电源方式为+3.3V单电源供电方式。
[0008]本实用新型提供的具有较强带载能力的偏置电源电路具有下述技术效果:
[0009]1、本实用新型所用器件较少，并且具有较高的抗干扰能力，提高了整个系统的可靠性。
[0010]2、本实用新型的外围器件主要由电阻、二极管和运放构成，复杂程度较低，提高了产品的可加工性。
[0011]3、本实用新型的结构比较灵活，能够根据具体的需求快速地进行变化，以适应系统的具体需求。
[0012]4、本实用新型为纯硬件系统，不需要软件的支持，降低了使用难度。
[0013]5、本实用新型的电路带载能力比较强，能够应用在复杂的系统中。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型提供的具有较强带载能力的偏置电源电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的具有较强带载能力的偏置电源电路进行详细说明。
[0016]如图1所示，本实用新型提供的具有较强带载能力的偏置电源电路包括:五个电阻器R1-R5、三个二极管D1-D3、六个电容器C1-C6和运算放大器Ul ;其中:
[0017]A点与第一电阻器R1、第一电容器Cl、第二电容器C2、第一二极管Dl的阴极、第二电阻器R2相连接出点与第二电阻器R2、第三电阻器R3、第三电容器C3、运算放大器Ul的3脚相连接；C点为参考电平点，C点与第一电容器Cl、第二电容器C2、第一二极管Dl的阳极、第三电阻器R3、第三电容器C3、第五电容器C5、第六电容器C6、第二二极管D2的阳极相连接山点与运算放大器Ul的2脚、第四电容器C4、第四电阻器R4相连接出点与运算放大器Ul的I脚、第五电阻器R5和第四电容器C4相连接；F点与第四电阻器R4、第五电阻器R5、第五电容器C5、第六电容器C6、第二二极管D2的阴极、第三二极管D3的阳极相连接；电源+12V与第一电阻器Rl相连接；电源+3.3V与第三二极管D3的阴极相连接；运算放大器Ul的4管脚和11管脚分别与电源+3.3V和参考电平点相连接。
[0018]所述的第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5均为1k欧姆电阻器；所述的第一电容器Cl、第五电容器C5的容值为4.7微法，第二电容器C2、第三电容器C3、第六电容器C6的容值为100纳法，第四电容器C4的容值为47微法。所述的第一二极管Dl为稳压二极管，具体型号为LM4040，第二二极管D2、第三二极管D3为开关二极管，具体型号为D1N4148 ;运算放大器Ul的具体型号为LM324，电源方式为+3.3V单电源供电方式。
[0019]F点为1.5V偏置电源的输出点。
[0020]本实用新型提供的偏置电源电路的工作原理如下:
[0021]本电路部分的前级输入为一个+12V电源，此输入电源的纹波参数没有强制性的要求，此电源加载到第一电阻器Rl的一端。由于第一二极管Dl为3.3V稳压源，所以A点的电平被保持在3.3V。第一电容器Cl的作用是平波电容，用来防止+12V电源产生较大的波动，第二电容器C2的作用是旁路电容，用来抑制第一电容器Cl无法过滤掉的高频谐波的干扰。第二电阻器R2、第三电阻器R3的作用是分压，这两个电阻器采用的是高精度电阻，由于后级是一个运算放大器，属于低输入内阻器件，所以两个电阻器的阻值选用均为1k欧姆。第二电阻器R2和第三电容器C3组成一个RC低通滤波器，用来将高频谐波滤除。运算放大器UlA与第四电容器R4、第四电阻器R4、第五电阻器R5组成一个双闭环负反馈电路，通过这个电路，实现了对偏置电源的输出基准值的精准调节，同时第四电容器R4利用电阻器通交流隔直流的特性，进一步提高系统电路的抗干扰能力，同时由于运算放大器的高输出内阻特性，从而提高了电路的带载能力。第五电容器C5、第六电容器C6是储能元器件，用来防止负载端出现较大的波动。第二二极管D2和第三二极管D3的作用是防止负载由重载向轻载转换的时候产生的波动而导致器件出现损坏。
[0022]本电路不同于以往的电阻直接分压的方案，这种硬件解决方案具有较强的带负载能力，可实现设计的最优化。
[0023]本实用新型提供了一种具有较强带载能力的偏置电源电路，这种检测电路可以将普通的交流电的正弦波抬升为正半波的信号，便于微控制器的采集和计算；与其他方式相比，本方案结构简单，又具有较强的带载能力。
【主权项】
1.一种具有较强带载能力的偏置电源电路，其特征在于:其包括:五个电阻器R1-R5、三个二极管D1-D3、六个电容器C1-C6和运算放大器Ul ;其中: A点与第一电阻器R1、第一电容器Cl、第二电容器C2、第一二极管Dl的阴极、第二电阻器R2相连接；B点与第二电阻器R2、第三电阻器R3、第三电容器C3、运算放大器Ul的3脚相连接；C点为参考电平点，C点与第一电容器Cl、第二电容器C2、第一二极管Dl的阳极、第三电阻器R3、第三电容器C3、第五电容器C5、第六电容器C6、第二二极管D2的阳极相连接山点与运算放大器Ul的2脚、第四电容器C4、第四电阻器R4相连接出点与运算放大器Ul的I脚、第五电阻器R5和第四电容器C4相连接；F点与第四电阻器R4、第五电阻器R5、第五电容器C5、第六电容器C6、第二二极管D2的阴极、第三二极管D3的阳极相连接；电源+12V与第一电阻器Rl相连接；电源+3.3V与第三二极管D3的阴极相连接；运算放大器Ul的4管脚和11管脚分别与电源+3.3V和参考电平点相连接。
2.根据权利要求1所述的具有较强带载能力的偏置电源电路，其特征在于:所述的第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5均为1k欧姆电阻器；所述的第一电容器Cl、第五电容器C5的容值为4.7微法，第二电容器C2、第三电容器C3、第六电容器C6的容值为100纳法，第四电容器C4的容值为47微法；所述的第一二极管Dl为稳压二极管，具体型号为LM4040，第二二极管D2、第三二极管D3为开关二极管，具体型号为D1N4148 ;运算放大器Ul的具体型号为LM324，电源方式为+3.3V单电源供电方式。
【专利摘要】一种具有较强带载能力的偏置电源电路。其包括五个电阻器R1-R5、三个二极管D1-D3、六个电容器C1-C6和运算放大器U1；本实用新型提供的具有较强带载能力的偏置电源电路具有下述技术效果：1、所用器件较少，并且具有较高的抗干扰能力，提高了整个系统的可靠性。2、外围器件主要由电阻、二极管和运放构成，复杂程度较低，提高了产品的可加工性。3、结构比较灵活，能够根据具体的需求快速地进行变化，以适应系统的具体需求。4、为纯硬件系统，不需要软件的支持，降低了使用难度。5、电路带载能力比较强，能够应用在复杂的系统中。
【IPC分类】G05F1-56
【公开号】CN204331528
【申请号】CN201420803899
【发明人】刘琦, 谢军芳, 谢鸣, 尹鹏, 何佳, 易彬, 赵玉泽
【申请人】施耐德万高（天津）电气设备有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月17日