专利名称：直流模拟量采集隔离变换电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电流的直流模拟量采集电路，具体的说是一种直流模拟量采 集隔离变换电路。
背景技术：
在用电信息采集终端功能需求中常用到一种4_20mA电流的直流模拟量采集电 路，现有技术中直流模拟量采集电路一般由一个I/V转换器和一片MCU组成，电流信号经I/ V转换后直接进MCU数模变换获得电流值。现有电路虽然简单，但是与其它弱电端子在电气 上非隔离，在外界引入EMC干扰时会影响终端其它部分性能，严重时甚至会损坏终端。所以 现有的直流模拟量采集电路必须隔离，直流模拟量采用隔离变换最直接的方法就是采用光 耦变换，但是一般光耦线性度差、隔离电压较低，很难做到高精度的要求。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是针对以上现有技术存在的缺点，提出一种直 流模拟量采集隔离变换电路，可以有效的进行隔离，且较传电路精度高，抗干扰效果好。本实用新型解决以上技术问题的技术方案是直流模拟量采集隔离变换电路，包括一个I/V转换器和一片的内含滤波及采样的 第一 MCU，I/V转换器的输入接电流信号，还包括一个隔离耦合变压器、一片内含AD变换以 及P丽输出的第二 MCU、一个驱动器、一个放大器、一个滤波器和一个整形器；I/V转换器的 输出接第二 MCU的AD接口，驱动器的输入接第二 MCU的PWM输出端口，驱动器的输出接隔 离耦合变压器的输入，隔离耦合变压器的输出经放大器、滤波器和整形器后接第一 MCU的 捕捉端口，由第一 MCU输出实际电流值。这样，输入测量电流通过I/V变换后，再将电流信号通过MCU内置AD变换及其数 字化处理变换成PWM信号，利用PWM可以通过隔离变压器耦合的原理，将隔离后的PWM信号 再由另一MCU处理计算成高精度电流值，由于使用隔离耦合变压器，较传统模拟I/F电路精 度高，抗干扰效果好，且成本低。由此可见，本实用新型使用一个隔离耦合变压器对现有电路进行了隔离变换，使 用另一片MCU对电流信号进行处理，有效的实现了电路的隔离且提高了电路的精度。作为本实用新型进一步限定的技术方案，两片MCU都是Microchip公司出品的 PIC12F615芯片，内含10位AD变换以及10位分辨率PWM输出，使得其在本电路构成精度较 高的隔离变换电路。驱动采用9013/9012三极管，采用推挽方式驱动。放大、滤波和整形采用双路JFET输入运算放大器，其中一半用作带通滤波放大 器，另一半用作限幅放大器。
图1是本实用新型的电路图。
具体实施方式
实施例一本实施例是一种直流模拟量采集隔离变换电路，其电路图如图1所示，包括一个 I/V转换器、两片MCU、一个隔离耦合变压器、一个驱动器、一个放大器、一个滤波器和一个 整形器。两片MCU都使用Mi crochip公司出品的8引脚低成本8位RISC架构的PIC12F615 芯片，内含10位AD变换以及10位分辨率PWM输出。驱动采用9013/9012三极管，采用推 挽方式驱动。放大、滤波和整形采用双路JFET输入运算放大器，其中一半用作带通滤波放 大器，另一半用作限幅放大器。I/V转换器的输出接PIC12F615芯片的AD接口，驱动器的输入接PIC12F615芯片 的PWM输出端口，驱动器的输出接隔离耦合变压器的输入，隔离耦合变压器的输出经放大 器、滤波器和整形器后接PIC12F615芯片的捕捉端口，由PIC12F615芯片输出实际电流值， PIC12F615芯片过模拟SPI接口与应用层交互该采样值。输入测量电流通过I/V变换后送入MCU进行AD采样，获得的数值经过M⑶内部滤 波以及计算后在PWM端产生高精度PWM信号，再通过驱动器接隔离耦合变压器，耦合至二次 侧完成电流/频率的数码化变换，由一次侧耦合到二次侧的PWM信号通过放大、滤波以及整 形后送入另一 MCU的捕捉端口，由MCU对送入的信号再次进行滤波以及采样，最终通过内部 运算换算出实际电流值，同时通过模拟SPI接口与应用层交互该采样值。本电路成本低廉、 精度高(IObit)、隔离电压高抗各种干扰效果优秀。本实用新型还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方 案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
权利要求直流模拟量采集隔离变换电路，包括一个I/V转换器和一片的内含滤波及采样的第一MCU，所述I/V转换器的输入接电流信号，其特征在于还包括一个隔离耦合变压器、一片内含AD变换以及PWM输出的第二MCU、一个驱动器、一个放大器、一个滤波器和一个整形器；所述I/V转换器的输出接第二MCU的AD接口，所述驱动器的输入接第二MCU的PWM输出端口，所述驱动器的输出接隔离耦合变压器的输入，所述隔离耦合变压器的输出经放大器、滤波器和整形器后接第一MCU的捕捉端口，由第一MCU输出实际电流值。
2.如权利要求1所述的直流模拟量采集隔离变换电路，其特征在于所述两片MCU都 是Microchip公司出品的PIC12F615芯片，内含10位AD变换以及10位分辨率PWM输出。
3.如权利要求1所述的直流模拟量采集隔离变换电路，其特征在于所述驱动器为型 号为9013/9012的三极管。
4.如权利要求1所述的直流模拟量采集隔离变换电路，其特征在于放大器、滤波器和 整形器采用双路JFET输入运算放大器。
专利摘要本实用新型涉及一种电流的直流模拟量采集电路，是一种直流模拟量采集隔离变换电路，包括一个I/V转换器、两片MCU、一个隔离耦合变压器、一个驱动器、一个放大器、一个滤波器和一个整形器；I/V转换器的输入接电流信号，驱动器的输入接第二MCU的PWM输出端口，驱动器的输出接隔离耦合变压器的输入，隔离耦合变压器的输出经放大器、滤波器和整形器后接第一MCU的捕捉端口，由第一MCU输出实际电流值。本实用新型使用一个隔离耦合变压器对现有电路进行了隔离变换，使用另一片MCU对电流信号进行处理，有效的实现了电路的隔离且提高了电路的精度。
文档编号G01R15/14GK201689123SQ2010201752
公开日2010年12月29日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者管相东, 高巨 申请人:光一科技股份有限公司