一种电压采集电路的制作方法

本实用新型涉及自动化控制信号采集技术领域，尤其涉及一种电压采集电路。

背景技术：

目前，电压采集主要使用方案为，在低压变频器系统中，主要采用的是使用差分电路将电压信号衰减到可以让处理器采集，此方案成本低、采样精度高；而在中压变频器系统中，主要采用的是采用低压方案采集与光纤通讯相结合来实现对电压的采集，此方案成本较高且采集实时性较差。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种电压采集电路，以解决现有技术中在中压变频器采用低压方案采集与光纤通讯相结合来实现对电压的采集，而导致的成本较高且采集实时性较差的问题。

为达到上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型公开了一种电压采集电路，应用于中压变频器中的母线电压信号采集，包括：分压电路、隔离系统以及信号处理电路，其中，

所述分压电路的两端串接于所述中压变频器的母线正负极之间；

所述分压电路与所述隔离系统相连，所述母线电压信号通过所述分压电路分压后得到第一电压信号，并输出至所述隔离系统进行隔离调理得到第二电压信号；

所述信号处理电路与所述隔离系统相连，且采集所述第二电压信号，并对所述第二电压信号进行电压折算得到实际的母线电压值。

优选的，所述隔离系统包括：第一级隔离电路和第二级隔离电路，其中，

所述分压电路、所述第一级隔离电路和所述第二级隔离电路依次相连，所述第一电压信号依次经过所述第一级隔离电路和所述第二级隔离电路进行隔离调理得到第二电压信号；

所述第二级隔离电路与所述信号处理电路相连，所述信号处理电路采集所述第二电压信号，并对所述第二电压信号进行电压折算得到实际的母线电压值。

优选的，所述信号处理电路包括：信号处理器和供电电源，其中，

所述信号处理器采集所述第二级隔离电路进行电压隔离调理后的所述第二电压信号；

所述供电电源分别与所述第二级隔离电路和所述信号处理器相连，且所述供电电源分别为所述第二级隔离电路和所述信号处理器进行供电。

优选的，所述第一级隔离电路包括：第一级线性光耦、第一级调理电路和第一级隔离电源，其中，

所述第一级线性光耦分别与所述分压电路、第一级调理电路和第一级隔离电源相连。

优选的，所述第一级隔离电源为所述第一级线性光耦的原边供电。

优选的，所述第二级隔离电路包括：第二级线性光耦、第二级调理电路和第二级隔离电源，其中，

所述第二级线性光耦分别与所述第一级调理电路和第二级调理电路相连。

优选的，所述第二级隔离电源分别与所述第一级隔离电源、所述第二级线性光耦以及第一级调理电路相连，且所述第二级隔离电源分别为所述第二级线性光耦的原边、所述第一级调理电路以及所述第一级线性光耦的副边供电。

其中，所述第二级调理电路与所述信号处理器相连。

其中，所述供电电源分别与所述第二级隔离电源和所述第二级调理电路相连，分别为所述第二级隔离电源和所述第二级调理电路供电。

其中，所述分压电路为多个电阻串联的分压电阻串。

由上述方案可知，本实用新型公开了一种电压采集电路，应用于中压变频器中的母线电压信号采集，包括：分压电路、隔离系统以及信号处理电路， 本方案中的中压变频器的母线电压通过分压电路进行分压后得到的电压信号送入隔离系统，经过隔离系统调理后将调理后的电压信号送入到信号处理器，信号处理器采集调理后的电压信号，通过电压折算计算后得出实际的母线电路。本方案针对中压变频器系统，通过对中压变频器的母线电压通过分压电路衰减电压信号后，传递给隔离系统进行调理后，将信号送给信号处理器进行电压折算，得出实际的电压值，与现有技术相比，无需使用低压方案采集与光纤通讯相结合，进而本方案降低了成本且采集实时性较好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型公开的一种电压采集电路实施例的结构示意图；

图2为本实用新型公开的一种电压采集电路实施例的具体结构示意图；

图3为本实用新型公开的一种电压采集电路另一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型公开的一种电压采集电路另一实施例的具体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

中压变频器系统对安规的电压等级要求较高，低压采集方案及单级隔离都达不到安规的要求，请参阅附图1，图1为本实用新型公开的一种电压采集电路的结构示意图。如图1所示，本实施例公开了一种电压采集电路，其主 要包括：应用于中压变频器中的母线电压信号采集，包括：分压电路11、隔离系统12以及信号处理电路13，其中，

分压电路11的两端串接于中压变频器的母线正负极之间，分压电路11与隔离系统12相连，母线电压信号通过分压电路11分压后得到第一电压信号，并输出至隔离系统12进行隔离调理得到第二电压信号；信号处理电路13与隔离系统12相连，且采集第二电压信号，并对第二电压信号进行电压折算得到实际的母线电压值。

本实施例公开了一种电压采集电路，应用于中压变频器中的母线电压信号采集，本方案针对中压变频器系统，中压变频器的母线电压经分压电路衰减电压信号后，传递给隔离系统进行调理，再将调理后的信号送给信号处理器进行电压折算，得出实际的电压值，与现有技术相比，无需使用低压方案采集与光纤通讯相结合，进而本方案降低了成本且采集实时性较好。

具体的，如图2所示，上述信号处理电路13包括：信号处理器21和供电电源22，其中，信号处理器21分别与隔离系统12和供电电源22相连，供电电源22分别为信号处理器21和隔离系统12供电。

本实施例公开的电压采集处理过程为：中压变频器的母线电压通过分压电路进行分压后送入隔离系统，经过隔离系统隔离调理后送入到信号处理器，信号处理器采集到电压信号后，通过计算后得出实际的母线电压值，即：信号处理器采集到的电压×系统衰减的倍数＝实际母线电压。

本实施例公开了一种电压采集电路，应用于中压变频器中的母线电压信号采集，本方案针对中压变频器系统，通过对中压变频器的母线电压通过分压电路衰减电压信号后，传递给隔离系统进行调理后，将信号送给信号处理器进行电压折算，得出实际的电压值，与现有技术相比，无需使用低压方案采集与光纤通讯相结合，进而本方案降低了成本且采集实时性较好。

请参阅附图3，图3为本实用新型公开的一种电压采集电路另一实施例的结构示意图。本实施例提供了一种电压采集电路，应用于中压变频器中的母线电压信号采集，如图3所示，该电压采集电路具体包括：分压电路31、第一级隔离电路32、第二级隔离电路33以及信号处理电路34，其中，分压电 路31的两端串接于中压变频器的母线正负极之间；分压电路31、第一级隔离电路32和第二级隔离电路33依次相连，第一电压信号依次经过第一级隔离电路32和第二级隔离电路33进行隔离调理得到第二电压信号；第二级隔离电路32与信号处理电路34相连，信号处理电路34采集第二电压信号，并对第二电压信号进行电压折算得到实际的母线电压值。如图2所示，信号处理电路34包括：信号处理器35和供电电源36，其中，信号处理器35采集第二级隔离电路33进行电压隔离调理后的第二电压信号；供电电源36分别与第二级隔离电路33和信号处理器35相连，且供电电源36分别为第二级隔离电路33和信号处理器34进行供电。

具体的，如图4所示，分压电路为多个电阻串联的分压电阻串41，且分压电阻串41是接在母线DC+和DC-之间的，连接方式可以选择分压电阻的个数，根据分压电阻串的个数确定分压输出电压。如图4所示，第一级隔离电路32包括：第一级线性光耦42、第一级调理电路43和第一级隔离电源44，第二隔离电路33包括：第二级线性光耦45、第二级调理电路46和第二级隔离电源47，其中，第一级线性光耦42分别与分压电阻串41、第一级调理电路43和第一级隔离电源44相连；第一级隔离电源44为第一级线性光耦42的原边供电；第二级线性光耦45分别与第一级调理电路43和第二级调理电路46相连。第二级隔离电源47分别与第一隔离电源44、第二级线性光耦45以及第一级调理电路43相连，且第二级隔离电源47分别为第二级线性光耦45的原边、第一级调理电路43以及第一级线性光耦42的副边供电；第二级调理电路46与信号处理器35相连；供电电源36分别与第二级隔离电源47和第二级调理电路46相连，分别为第二级隔离电源47和第二级调理电路46供电。

具体的，如图4所示，分压电阻串是接在DC+、DC-之间的，把母线电压分压为低电压送入第一级隔离电路。所串电阻数量n与DC+、DC-之间的电压值及电阻功率有关，即：电阻的功率要小于((Udc/(R1+R2+……Rn))*Ri)^2)/Ri*80％,Ri为电阻串中的任一电阻，80％为电阻的降额系数。Rn所分的电压要符合第一级隔离电路的要求，即：线性光耦的最大输入值要大于(Udcm/(R1+R2+……Rn))*Rn值，Udcm为母线电压的最大值。

上述提及的第一级线性光耦和第二级线性光耦主要是起到信号隔离作用及信号处理，具体的，线性光耦是对模拟信号隔离，因为电压信号是模拟信号，处理主要是对信号进行放大处理，放大倍数和线性光耦的参数有关。

第一级隔离电路中的调理电路主要是把信号进行衰减或放大，满足第二级隔离电路的输入要求，即：经过第一级隔离电路调理后的最大电压信号不能大于线性光耦的所要求的最大输入电压，且调理后最小电压信号不能小于线性光耦所要求的最小输入电压。

第二级隔离电路中的调理电路主要是把信号进行衰减或放大，满足处理器对信号的输入要求，即：经过第二级隔离电路调理后的电压信号需要满足处理器的模数转换端口的电压输入，具体为：处理器端口的最大电压要小于或等于处理器模数转换端口所需的最大电压。

本实施例公开的一种电压采集电路，应用于中压变频器中的母线电压信号采集，包括：分压电路、第一级隔离电路、第二级隔离电路以及信号处理电路，本方案针对中压变频器系统，通过对中压变频器的母线电压通过分压电路衰减电压信号后，传递给第一级隔离电路进行调理后，把信号再传递给第二级隔离电路，然后将信号送给信号处理器进行电压折算，得出实际的电压值，与现有技术相比，无需使用低压方案采集与光纤通讯相结合，进而本方案降低了成本且采集实时性较好，另外，本方案采用双级隔离以达到安规电压等级的隔离，保证了系统的安全。

综上所述，本实用新型公开了一种电压采集电路，应用于中压变频器中的母线电压信号采集，包括：分压电路、隔离系统以及信号处理电路，本方案中的中压变频器的母线电压通过分压电路进行分压后得到的电压信号送入隔离系统，经过隔离系统调理后将调理后的电压信号送入到信号处理器，信号处理器采集调理后的电压信号，通过电压折算计算后得出实际的母线电路。具体的，本方案针对中压变频器系统，通过对中压变频器的母线电压通过分压电路衰减电压信号后，传递给隔离系统进行调理后，将信号送给信号处理器进行电压折算，得出实际的电压值，与现有技术相比，无需使用低压方案采集与光纤通讯相结合，进而本方案降低了成本且采集实时性较好；另外，本方案采用双级隔离以达到安规电压等级的隔离，保证了系统的安全。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。