专利名称：一种变频器及其电压转电流电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种转化电路，特别是涉及一种用于变频器的电压转电流电路。
背景技术：
变频器在带动电机正常运行时，电机内部有变化的实时电流，变频器可以捕获电机的电流供给变频器监控模块监控或者扩展外部其他的连接设备。在变频器实际使用过程中，用户为了实现对现场多台电机的实时监控，监控系统通讯接ロ可能会需要调用多台电机的电流和电压參数，所以需要从它的控制变频器上获取电机运行的实时相关參数
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电压转电流的电路，以方便用户调用工作状态下的电机的实时电流与电压參数，既可以用于连接监控系统的通讯ロ实现全局监控，也可以根据用户自己的需求，扩展连接外部其他设备，为其他外接设备提供电流模拟量信号。本实用新型是这样实现的ー种电压转电流电路，包括电阻Rl、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、一个运算放大器和一个开关管；所述运算放大器的同相输入端通过所述电阻R2接所述电压转电流电路的输入端，所述运算放大器的反相输入端通过所述电阻Rl接地，所述运算放大器的正电源端和负电源端分别接正负供电电源，所述运算放大器的输出端通过所述电阻R5接所述开关管的控制端，所述开关管的高电位端接电源，所述开关管的低电位端接所述电阻R6的第一端，所述电阻R6的第二端是所述电压转电流电路的输出端，所述电阻R4连接在所述运算放大器的同相输入端和所述电阻R6的第二端之间，所述电阻R3连接在所述运算放大器的反相输入端和所述电阻R6的第一端之间。本实用新型的另一目的在于提供一种变频器，所述的变频器包括上述的电压转电流工作电路，此种变频器可以实现对电机工作状态的实时监控，能够更好地驱动外接负载和设备。
图I示出了本实用新型第一实施例提供的电压转电流电路的结构图；图2示出了本实用新型第二实施例提供的电压转电流电路的结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一歩详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。图I示出了本实用新型第一实施例提供的电压转电流电路的结构图，如图所示，ー种电压转电流电路，包括[0014]电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、一个运算放大器和一个开关管 100 ；运算放大器的同相输入端通过电阻R2接电压转电流电路的输入端，运算放大器的反相输入端通过电阻Rl接地，运算放大器的正电源端和负电源端分别接正负供电电源，运算放大器的输出端通过电阻R5接开关管100的控制端，开关管100的高电位端接电源，开关管100的低电位端接电阻R6的第一端，电阻R6的第二端是电压转电流电路的输出端，电阻R4连接在运算放大器的同相输入端和电阻R6的第二端之间，电阻R3连接在运算放大器的反相输入端和电阻R6的第一端之间。运算放大器的选择主要根据该电压转电流电路的具体应用环境确定，一般的合格运算放大器都能够适用于该电路的连接。作为本实用新型的第一实施例，运算放大器采用LF347，开关管100采用NPN型三极管Q1，其中NPN型三极管Ql的基极为开关管100的控制端，NPN型三极管Ql的集电极为开关管100的高电位端，NPN型三极管Ql的发射极为开关管100的低电位端。该实施例的电路结构为运算放大器LF347的同相输入端3通过电阻R2接电压转电流电路的输入端Vin，Vin为输入电压即待转换的电压，运算放大器LF347的反相输入端2通过电阻Rl接地，运算放大器LF347的正电源端接+15V电压、负电源端接-15V电压，运算放大器LF347的输出端I通过电阻R5接NPN型三极管Ql的基板，NPN型三极管Ql的集电极接+15V电压，NPN型三极管Ql的发射极接电阻R6的第一端，电阻R6的第二端是该电压转电流电路的输出端0UT，电阻R4连接在运算放大器LF347的同相输入端3和电阻R6的第二端之间，电阻R3连接在运算放大器LF347的反相输入端2和电阻R6的第一端之间。图2示出了本实用新型第二实施例提供的电压转电流电路的结构图，如图所示，与第一实施例提供的电压转电流电路不同的是所述开关管100采用N型MOS管Q2，N型MOS管Q2的栅极为，开关管100的控制端，N型MOS管Q2的漏极为开关管100的高电位端，N型MOS管Q2的源极为开关管100的低电位端。另外，本实用新型还提供一种变频器，该种变频器包括ー个电压转电流电路，所述电压转电流电路包括电阻Rl、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、一个运算放大器和一个开关管 100 ；所述运算放大器的同相输入端通过所述电阻R2接所述电压转电流电路的输入端，所述运算放大器的反相输入端通过所述电阻Rl接地，所述运算放大器的正电源端和负电源端分别接正负供电电源，所述运算放大器的输出端通过所述电阻R5接所述开关管100的控制端，所述开关管100的高电位端接电源，所述开关管100的低电位端接所述电阻R6的第一端，所述电阻R6的第二端是所述电压转电流电路的输出端，所述电阻R4连接在所述运算放大器的同相输入端和所述电阻R6的第二端之间，所述电阻R3连接在所述运算放大器的反相输入端和所述电阻R6的第一端之间。与本实用新型第一、第二实施例相对应的，变频器内的电压转电流电路中的运算放大器采用LF347，所述开关管100可以采用NPN型三极管或者N型MOS管。当开关管100为NPN型三极管吋，NPN型三极管的基极为开关管的控制端，NPN型三极管的集电极为开关管的高电位端，NPN型三极管的发射极为开关管的低电位端；当开关管100采用N型MOS管吋，N型MOS管的栅极为开关管的控制端，N型MOS管的漏极为开关管的高电位端，N型MOS管的源极为开关管的低电位端。下面以本实用新型第一实施例提供的电压转电流电路为例，对此电压转电流电路的工作原理做具体说明。第一实施例提供的电压转电流电路，可以将输入口得到的电压信号Vin转化成输出端OUT的电流信号，故可将输出端OUT看作一个电流源的正扱，既可以用于连接监控系统的通讯ロ实现全局监控，也可以根据用户自己的需求，扩展连接外部其他设备，为其他外接设备提供电流模拟量信号。本实施例以特定的參数值=Vin输入电压为0V-3V, OUT输出电流为0mA-20mA，来说明电路的功能。电压信号由Vin进入，首先进入运算放大器LF347。运算放大器LF347的正电源端ロ接+15V电压，负电源端ロ接-15V电压，由于运算放大器LF347在负反馈状态下基本处于 饱和状态，故流过的电流很小，所以有“虚短”和“虚断”，虚短，即运算放大器LF347的2号端ロ的电流和3号端ロ的电流基本可以忽略不计，都等于零；虚断，即运算放大器LF347的2号端口和3号端ロ的电压相等。运算放大器LF347的输出端接三极管Ql的基极，通过比较Vin的变化控制三极管Ql基极电流的变化；三极管Ql的集电极接+15V电源，因为运算放大器LF347在负反馈状态下流过的电流很小，不能起到为负载提供电源的目的，只能使其作为ー个控制信号，通过控制三极管Ql的电流大小来达到为输出提供电源的目的，故三极管Ql也起到了驱动电路的作用。设运算放大器LF347的正、反相输入端的电压分别为VP，Vn，根据负反馈电路“虚短”和“虚断”的条件和电路的KCL、KVL原理，可得到如下方程组
V =—^~V '
N ^+R3 °Vp = -^F0 +—^^Vin
R2+'。R2^R4
V =V
vN v P其中，Y1。、V。分别为如图所示两个节点处的电压。取Rl = R2，R3 = R4，解上面
的方程组可得:K-V0= ^-Vm，流过R6的电流/=。
RlR6电阻R2、电阻R4都取大值，则流过电阻R4支路上的电流可以忽略不计，流经OUT
端口外接负载的电流则为ム04D ^Ir6 =^^匕。由此可知，OUT输出的电流与输入电压
Vin成正比，而与负载大小无关，线性度较高。整个电路的带载能力取决于给三极管Ql供电的电源电压的大小和三极管Ql允许承受的电流。由于本实施例提供的电压转电流电路要求输入电压Vin的电压值是0V-3V，要求OUT输出端ロ输出的电流是0mA-20mA，则取= T整个电压转电流电路中的元件參数值为R1 = 30K Q , R2 = 30K Q , R3 = IOKQ ,R4 = IOK Q , R5 = 3K Q , R6 = 50 Q ,则输出的电压最大为10V，/ia4D )。如果OUT输出端ロ需要输出IOV的电压，则应在OUT输出
端ロ与地之间加ー个500 Q的电阻，这样才能保证输出电压为10V。当然，输入电压Vin被换成电 流信号还是电压信号，可以根据用户的需要自主选择。需要输出不同大小的电压信号时，通过改变输出端ロ的电阻就可达到目的，在此不再累述。本实用新型提供的电压转电流电路包括一个运算放大器、一个开关管和几个电阻组成的电桥，可以将输入口得到的电压信号Vin转化成输出端OUT的电流信号，故可将输出端OUT看作一个电流源的正扱，既可以用于连接监控系统的通讯ロ实现全局监控，也可以根据用户自己的需求，扩展连接外部其他设备，为其他外接设备提供电流模拟量信号。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.ー种电压转电流电路，其特征在于，所述电压转电流电路包括 电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、一个运算放大器和一个开关管； 所述运算放大器的同相输入端通过所述电阻R2接所述电压转电流电路的输入端，所述运算放大器的反相输入端通过所述电阻Rl接地，所述运算放大器的正电源端和负电源端分别接正负供电电源，所述运算放大器的输出端通过所述电阻R5接所述开关管的控制端，所述开关管的高电位端接电源，所述开关管的低电位端接所述电阻R6的第一端，所述电阻R6的第二端是所述电压转电流电路的输出端，所述电阻R4连接在所述运算放大器的同相输入端和所述电阻R6的第二端之间，所述电阻R3连接在所述运算放大器的反相输入端和所述电阻R6的第一端之间。
2.如权利要求I所述的电压转电流电路，其特征在于，所述的运算放大器为LF347。
3.如权利要求I或2所述的电压转电流电路，其特征在于，所述的开关管为NPN型三极管Ql，所述NPN型三极管Ql的基极为所述开关管的控制端，所述NPN型三极管Ql的集电极为所述开关管的高电位端，所述NPN型三极管Ql的发射极为所述开关管的低电位端。
4.如权利要求I或2所述的电压转电流电路，其特征在于，所述的开关管为N型MOS管Q2，所述N型MOS管Q2的栅极为所述开关管的控制端，所述N型MOS管Q2的漏极为所述开关管的高电位端，所述N型MOS管Q2的源极为所述开关管的低电位端。
5.一种变频器，其特征在于，包括ー个电压转电流电路，所述电压转电流电路包括 电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、一个运算放大器和一个开关管； 所述运算放大器的同相输入端通过所述电阻R2接所述电压转电流电路的输入端，所述运算放大器的反相输入端通过所述电阻Rl接地，所述运算放大器的正电源端和负电源端分别接正负供电电源，所述运算放大器的输出端通过所述电阻R5接所述开关管的控制端，所述开关管的高电位端接电源，所述开关管的低电位端接所述电阻R6的第一端，所述电阻R6的第二端是所述电压转电流电路的输出端，所述电阻R4连接在所述运算放大器的同相输入端和所述电阻R6的第二端之间，所述电阻R3连接在所述运算放大器的反相输入端和所述电阻R6的第一端之间。
6.如权利要求5所述的变频器，其特征在于，所述的运算放大器为LF347。
7.如权利要求5或6所述的变频器，其特征在于，所述的开关管为NPN型三极管Ql，所述NPN型三极管Ql的基极为所述开关管的控制端，所述NPN型三极管Ql的集电极为所述开关管的高电位端，所述NPN型三极管Ql的发射极为所述开关管的低电位端。
8.如权利要求5或6所述的变频器，其特征在于，所述的开关管为N型MOS管Q2，所述N型MOS管Q2的栅极为所述开关管的控制端，所述N型MOS管Q2的漏极为所述开关管的高电位端，所述N型MOS管Q2的源极为所述开关管的低电位端。
专利摘要本实用新型涉及一种变频器及其电压转电流电路。该电压转电流电路包括一个运算放大器、一个开关管和几个电阻组成的电桥，可以将输入口得到的电压信号Vin转化成输出端OUT的电流信号，故可将输出端OUT看作一个电流源的正极，既可以用于连接监控系统的通讯口实现全局监控，也可以根据用户自己的需求，扩展连接外部其他设备，为其他外接设备提供电流模拟量信号。
文档编号H02M1/00GK202405999SQ201120505568
公开日2012年8月29日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者刘毅 申请人:深圳市正弦电气有限公司