一种高频除尘电源谐振电流的积分电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高频除尘电源谐振电流的积分电路，包括电流检测电路、绝对值电路、光耦隔离电路、反相电路、积分电路、限幅滤波电路和积分开关电路，其中电流检测电路、绝对值电路、光耦隔离电路、反相电路和积分电路依次相连，限幅滤波电路和积分开关电路均与积分电路相连。该电路原理简单，抗干扰能力强，能精准的反应测量值，线性度好，实用性强，易于实现。
【专利说明】一种高频除尘电源谐振电流的积分电路
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种高频除尘电源谐振电流的积分电路。
【背景技术】
[0002]随着科学与技术的进步和社会的发展，新型的高频除尘电源应运而生，如何实现对电源的有效控制，必然离不开对电源信号的检测，而由于高频高压电源的电场与磁场环境复杂，干扰严重，目前常用的信号检测电路已经很难达到对信号的检测要求，抗干扰能力弱，测量信号范围小，很难适应高频高压电源的电场与磁场环境。
【发明内容】
[0003]针对现有的信号检测电路不能适应高频高压电源的问题，本发明的目的是提供一种高频除尘电源谐振电流的积分电路，该电路采用霍尔电流互感器采样高频谐振电流信号，通过并联电阻将电流信号变换成电压信号，模拟电路对高频电压信号进行处理，将交流信号取绝对值后进行光耦隔离处理，将模拟信号与数字信号隔离，减少互相影响，再对信号进行取反并积分，并且积分是可控的，最后把经过滤波处理的信号送入DSP。本电路能对高频除尘电源的谐振电流有效检测。
[0004]本发明的目的采用以下技术方案实现:
一种高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于:该电路包括电流检测电路、绝对值电路、光耦隔离电路、反相电路、积分电路、限幅滤波电路和积分开关电路，其中电流检测电路、绝对值电路、光耦隔离电路、反相电路和积分电路依次相连，限幅滤波电路和积分开关电路均与积分电路相连。
[0005]所述的电流检测电路中，霍尔电流互感器感应高频谐振电流,并联接入电阻Rl,将输出侧的感应电流变换为电压，通过并联电容Cl和瞬态抑制二极管Tl减少干扰信号对电路的影响。
[0006]所述的绝对值电路包括:运算放大器Ul1、U12、电阻R2-R10、二极管Dl、D2、电容C2，其中:电阻R2与运算放大器Ull负相相连，电阻R3与运算放大器Ull正相相连，运算放大器Ull负相与输出端并联二极管D1，二极管D2接运算放大器Ull的输出端，电阻R4、R5串联，并联在运算放大器Ull的负相与二极管D2阳极之间，电阻R7串接在二极管D2阳极与运算放大器U12负相之间，电阻R8、R9串联后与电容C2并联，同时并联在运算放大器U12负相与输出端之间，电阻R6并接在运算放大器U12负相与电阻R2输入端之间，运算放大器U12正相接电阻R10，同时电阻RlO另一端接模拟地。通过调节电阻R5、R8实现对绝对值电路的微调，此绝对值电路能不失真的对高频电压信号取绝对值。
[0007]所述的光耦隔离电路包括:运算放大器U21、U41、光耦U3、电阻R11-R13和电容C13，其中:电阻Rll与运算放大器U21负相连接，电容C3并联在运算放大器U21的负相与输出端之间，电阻R12连接运算放大器U21输出端与光耦U3的I号引脚，运算放大器U21负相接模拟地，电容C4与电阻R13并联后接在运算放大器U41输出端与负相之间，光耦U3的5脚与运算放大器U41的负相接数字地，实现模拟信号与数字信号的隔离，减少了信号干扰。
[0008]所述的反相电路包括:运算放大器U51、电阻R14-R17和电容C5-C7，其中:电阻R14与运算放大器U51负相相连，电阻R16、R17串联后与电容C5并联，并接在运算放大器U51负相与输出端之间，其中电阻R17可以对运算放大器的放大倍数实现微调，电容C5起到降噪的作用，电阻R15与运算放大器U51正相相连后接数字地，电容C6与C7分别于运算放大器U51的供电端相连，然后再与数字地相连，起到滤波的作用，本电路实现对信号的取反。
[0009]所述的积分电路包括:运算放大器U52、电阻R18、R19和电容C8，其中:电阻R18与运算放大器U52的负相相连，电阻R19与运算放大器U52的正相相连，电容CS连接在运算放大器U52的负相与输出端之间,对信号进行积分。
[0010]所述的限幅滤波电路包括:电阻R20、电容C9、稳压二极管D3，其中:电容C9与稳压二极管D3并联后一端与电阻R20输出端连接，另一端接数字地，电阻R20将运算放大器U52输出的信号输送给DSP处理，其中稳压二极管D3起到稳压的作用，将输出的电压信号维持在一定范围内，电阻R20与电容C9组成低通滤波电路，对信号进行滤波处理。
[0011]所述的积分开关电路包括:电阻R21-R24、电容C10、稳压二极管D4、电子开关U6和光耦U7，其中:来自DSP的控制信号经过电阻R24送给光耦U7的4脚，电阻R22与稳压二极管D4串联构成钳位电路，并与电子开关U6的5脚和光耦U7的7、8两脚相连，同时连接电容ClO进行滤波处理，电阻R23连接在电子开关U6的4脚和光耦U7的7脚之间，同时电子开关U6的4脚和光耦U7的6脚短路，电子开关U6的1、2两脚并联在电容CS上，实现对积分电路的开关。
[0012]本发明过程如下:首先由电流检测电路将谐振电流信号转化成电压信号，同时由绝对值电路对电压信号取绝对值，并经光耦隔离电路进行隔离处理，再由反相电路对信号取反，取反后再由积分电路对信号进行积分，最后经过限幅滤波电路送往DSP处理，而积分电路由积分开关电路进行控制。
[0013]与现在技术相比，本发明具有以下有益效果:第一、用模拟电路对高频高压电源的谐振电流进行处理，电路简单，易于实现；第二、通过电路处理可以实现交流信号前后两个半波的积分比较；第三、通过模拟信号与数字信号的隔离，大大的减少了外部的干扰，增加检测信号的实用性；第四、积分后的电压信号经过限幅滤波电路可直接送给DSP处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的结构框图。
[0015]图2是本发明的电路原理图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图1和图2对本发明的实施例做详细说明:
如图1所示，本实施例包括:电流检测电路1、绝对值电路2、光耦隔离电路3、反相电路
4、积分电路5、限幅滤波电路6、积分开关电路7。其中电流检测电路、绝对值电路、光耦隔离电路、反相电路和积分电路依次相连，限幅滤波电路和积分开关电路均与积分电路相连。[0017]电流检测电路中，霍尔电流互感器CT (型号LT308-S7)感应高频高压电源一次侧的电流I，并联电阻Rl将感应电流变换成电压，再并联电容Cl和瞬态抑制二极管Tl，电容Cl主要起到滤波降噪的作用，瞬态抑制二极管Tl可以有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。
[0018]绝对值电路中，电阻R2与运算放大器Ull (型号AD8034)负相相连，电阻R3与运算放大器Ull正相相连，运算放大器Ull负相与输出端并联二极管D1，二极管D2接运算放大器Ull的输出端，电阻R4、R5串联，并联在运算放大器Ull的负相与二极管D2阳极之间，电阻R7串接在二极管D2阳极与运算放大器U12 (型号AD8034)负相之间，电阻R8、R9串联后与电容C2并联，同时并联在运算放大器U12负相与输出端之间，电阻R6并接在运算放大器U12负相与电阻R2输入端之间，运算放大器U12正相接电阻R10，同时RlO接模拟地。通过调节电阻R5、R8实现对绝对值电路的微调，此绝对值电路能够不失真的对高频电压信号取绝对值。
[0019]光耦隔离电路中，电阻Rll与运算放大器U21 (型号AD8034)负相连接，电容C3并联在运算放大器U21的负相与输出端之间，电阻R12连接运算放大器U21输出端与光耦U3(型号HCNR201)的I号引脚，运算放大器U21负相接模拟地，电容C4与电阻R13并联后接在运算放大器U41 (型号AD8034)输出端与负相之间，光耦U3的5脚与运算放大器U41的负相接数字地，实现模拟信号与数字信号的隔离，减少了信号干扰。
[0020]反相电路中，电阻R14与运算放大器U51 (型号AD8034)负相相连，电阻R16、R17串联后与电容C5并联，并接在运算放大器U51负相与输出端之间，其中电阻R17可以对运算放大器的放大倍数实现微调，电容C5起到降噪的作用，电阻R15与运算放大器U51正相相连后接数字地，电容C6、C7分别于运算放大器U51的供电端相连，然后再与数字地相连，起到滤波的作用，本电路实现对信号的取反。
[0021]积分电路中，电阻R18与运算放大器U52 (型号AD8034)的负相相连，电阻R19与运算放大器U52的正相相连，电容C8连接在运算放大器U52的负相与输出端之间，对信号进行积分。
[0022]限幅滤波电路中，电容C9与稳压二极管D3 (稳压值5V)并联后一端与电阻R20输出端连接，另一端接数字地，电阻R20将运算放大器U52输出的信号输送给DSP处理，其中稳压管D3将电压限幅在5V以内，电阻R20与电容C9组成低通滤波电路，对信号进行滤波处理。
[0023]积分开关电路中，来自DSP的控制信号经过电阻R24送给光耦U7(型号HCPL-600)的4脚，电阻R22与稳压二极管D4 (稳压值5V)串联构成钳位电路，并与开关U6 (型号MAX4626)的5脚和光耦U7的7、8两脚相连，同时连接电容ClO进行滤波处理，电阻R23连接在开关U6的4脚和光耦U7的7脚之间，同时开关U6的4脚和光耦U7的6脚短路，开关U6的1、2两脚并联在电容CS上，实现对积分电路的开关。
[0024]本发明首先由电流检测电路将谐振电流信号转化成电压信号，同时由绝对值电路对电压信号取绝对值，并经光耦隔离电路进行隔离处理，再由反相电路对信号取反，取反后再由积分电路对信号进行积分，最后经过限幅滤波电路送往DSP处理，而积分电路由积分开关电路进行控制。为了减少电路间的相互干扰，本电路采用了不同的电源供电，同时，模拟地与数字地分开，其中V1、V2的大小都为12V，U11与U12、U51与U52分别集成在一个芯片中，采用同一个电源给芯片供电。
【权利要求】
1.一种高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于:该电路包括电流检测电路(I)、绝对值电路(2)、光耦隔离电路(3)、反相电路(4)、积分电路(5)、限幅滤波电路(6)和积分开关电路(7)，其中电流检测电路(I)、绝对值电路(2)、光耦隔离电路(3)、反相电路(4)和积分电路(5)依次相连，限幅滤波电路(6)和积分开关电路(7)均与积分电路(5)相连。
2.根据权利要求1所述的高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于:所述的电流检测电路(I)中,霍尔电流互感器感应高频谐振电流,并联接入电阻Rl、滤波电容Cl、瞬态抑制二极管TI，并联电阻Rl将输出侧的感应电流变换成电压信号，霍尔电流互感器的负相接模拟地，精确反应原边电流的电流变化。
3.根据权利要求1所述的高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于:所述的绝对值电路(2)包括:运算放大器(Ull、U12)、电阻(R2-R10)、二极管(Dl、D2)、电容(C2)，其中:电阻R2与运算放大器Ull负相相连，电阻R3与运算放大器Ull正相相连，运算放大器Ull负相与输出端并联二极管D1，二极管D2接运算放大器Ull的输出端，电阻R4、R5串联，并联在运算放大器Ull的负相与二极管D2阳极之间，电阻R7串接在二极管D2阳极与二极管U12负相之间，电阻R8、R9串联后与电容C2并联，同时并联在运算放大器U12负相与输出端之间，电阻R6并接在运算放大器U12负相与电阻R2输入端之间，运算放大器U12正相接电阻R10，同时电阻RlO另一端接模拟地；通过调节电阻R5、R8实现对绝对值电路的微调。
4.根据权利要求1所述的高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于:所述的光耦隔离电路(3)包括:运算放大器(U21、U41)、光耦(U3)、电阻(R11-R13)和电容(C13)其中:电阻Rll与运算放大器U21负相连接，电容C3并联在运算放大器U21的负相与输出端之间，电阻R12连接运算放大器U21输出端与光耦U3的I号引脚，运算放大器U21负相接模拟地，电容C4与电阻R1 3并联后接在运算放大器U41输出端与负相之间，光耦U3的5脚与运算放大器U41的负相接数字地，实现模拟信号与数字信号的隔离，减少了信号干扰。
5.根据权利要求1所述的高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于:所述的反相电路(4)包括:运算放大器(U51)、电阻(R14-R17)和电容(C5-C7)，其中:电阻R14与运算放大器U51负相相连，电阻R16、R17串联后与电容C5并联，并接在运算放大器U51负相与输出端之间，其中电阻R17对运算放大器的放大倍数实现微调，电容C5起到降噪的作用，电阻R15与运算放大器U51正相相连后接数字地，电容C6、C7分别于运算放大器U51的供电端相连，然后再与数字地相连，起到滤波的作用，实现对信号的取反。
6.根据权利要求1所述的高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于:所述的积分电路(5)包括:运算放大器(U52)、电阻(R18、R19)和电容(C8)，其中:电阻R18与运算放大器U52的负相相连，电阻R19与运算放大器U52的正相相连，电容CS连接在运算放大器U52的负相与输出端之间,对信号进行积分。
7.根据权利要求1所述的高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于:所述的限幅滤波电路(6)包括:电阻(R20)、电容(C9)、稳压二极管(D3)，其中:电容C9与稳压二极管D3并联后一端与电阻R20输出端连接，另一端接数字地，电阻R20将运算放大电路U52输出的信号输送给DSP处理，其中稳压二极管D3起到限幅的作用，将输出的电压信号维持在一定范围内，电阻R20与电容C9组成低通滤波电路，对信号进行滤波处理，使信号更加平滑。
8.根据权利要求1所述的高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于:所述的积分开关电路(7)包括:电阻(R21-R24)、电容(CIO)、稳压二极管(D4)、电子开关(U6)和光耦(U7)，其中:来自DSP的控制信号经过电阻(R24)送给光耦(U7)的4脚，电阻(R22)与稳压二极管(D4)串联构成钳位电路，并与电子开关(U6)的5脚和光耦(U7)的7、8两脚相连，同时连接电容(ClO)进行滤波处理，电阻( R23)连接在电子开关(U6)的4脚和光耦(U7)的7脚之间，同时电子开关(U6)的4脚和光耦(U7)的6脚短路，电子开关(U6)的1、2两脚并联在电容(CS )上，实现对积分电路的开关。
【文档编号】G01R19/25GK103743946SQ201410034108
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】陈 峰, 曾庆军, 张磊, 孙国平 申请人:镇江天力变压器有限公司