当 滤波功能，R6为分压电阻。所述参考电源芯片W提供稳定的参考电压，当采集的电压低于参 考电压值时，将采集电压提高，因此可以稳定采集电压。
[0026] 进一步地，所述直流偏置模块还包括第二运算放大器D2，其一个输入端连接至所 述第一并联支路，其输出端和另一输入端连接至第三连接点c。其中，一第七电阻R7与第一 运算放大器第一输入端和第二输入端分别连接至第四连接点d和第五连接点e。其 中，在第四连接点d输出的是标准直流电平。一第十六电容C 6连接至第四连接点d和第五 连接点e之间。
[0027] 如图5所示，所述电流采集模块依次包括相互并联的一可变电阻R、瞬变电压抑制 二极管TVS、第九电容C 9、第十电容C1。、第^^一电容Cn、第十二电容C12、第十三电容C 13和第 十四电容C14，其中，在所述瞬变电压抑制二极管TVS和所述第九电容C9之间还分别包括两 个并联支路，所述两个并联支路分别包括第十二电阻R 12和第十三电阻R 13以及第十四电阻 R14和第十五电阻R 15，在所述第十一电容C11和所述第十二电容C 12之间还分别连接有第一 铁氧体磁珠 FB1和第二铁氧体磁珠 FB 2，所述第十四电容C14还并联有相互串联的第十六电 阻R16和第十七电阻R 17以及第十八电阻R18和第十九电阻R19，其中，所述第十六电阻R16和 第十七电阻R 17之间的第六连接点f和第七连接点g相互连接，在所述第七连接点g上还连 接有一第二十电阻RM，所述第二十电阻R m并联有一第十五电容C 15。
[0028] 因此，电流转换成电压的方程式如下：
[0030] 其中，Vin为图5所示的电流采集模块的输出电压，K1为常数，约等于20, R16为第 十六电阻R16的电阻值，R17为第十七电阻R 17的电阻值，R18为第十八电阻R18的电阻值，R19 为第十九电阻R19电阻值，
[0031] 进一步地，放大倍数的方程式如下：
[0033] 其中，Vtp1。是运算放大器D i的输出端电压（见图4)，V 为参考电压，R 3为第三电 阻R3的电阻值，R5为第五电阻R5的电阻值，R 6为第六电阻R6的电阻值，R 8为第八电阻的电 阻值。
[0034] 进一步地，参考电压的方程式为：
[0036] 如图6所不，所述隔离模块包括一光电親合器0C，其一输入端依次串联有一第八 电阻R 8和第六电容C 6;-第一施密特反相器SI i，其输出端连接至所述光电耦合器OC的另 一输入端，其输入端连接至电压频率转换模块，其中，所述光电耦合器OC的一输出端依次 串联有一第九电阻R 9和第二施密特反相器SI2，所述第二施密特反相器512的输出端连接至 控制装置204,在所述第九电阻R 9和所述光电耦合器OC的一输出端之间的之路上还连接有 一第十电阻R1(J，所述第十电阻R ltj并联有一光电二极管d i和一第^ 电阻R n。
[0037] 其中，所述第一施密特反相器S11用于充当电压波形整形功能，所述第六电容C 6用 于限流，所述光电耦合器OC用于限流，所述第二施密特反相器SI2用于滤波。
[0038] 本实用新型提供的模拟输入电路结构简单造价低，可以增加电流采样速率，辨别 数字滤波算法，因此在强磁干扰的工业环境下具有高准确度。并且，参考电压具有低温度系 数，因此本实用新型提供的模拟输入电路具有在很宽的温度范围内都具有良好表现。本实 用新型仅需要一个隔离模块，其精确度达到了 〇. 2%，并可适用于工业领域的大部分应用。
[0039] 尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上 述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于 本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附 的权利要求来限定。此外，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求； "包括"一词不排除其它权利要求或说明书中未列出的装置或步骤；"第一"、"第二"等词语 仅用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
【主权项】
1. 一种模拟输入电路，其包括： 一电流采集模块（201)，其对模拟输入信号的进行电流采样； 一电压频率转换模块（202)，其接收来自所述电流采集模块（201)的信号，并将该信号 从电压转换成频率； 一直流偏置模块（205)，其输入一预先设定的参考电压值，并对所述电压频率转换模块 (202)提供一直流偏置电压； 一隔离模块（203)，其对来自所述电压频率转换模块（202)的频率信号的波形进行整 形，并且起隔离作用，然后输出信号至控制装置（204)，从而得到输出电流值。2. 根据权利要求1所述的模拟输入电路，其特征在于，所述隔离模块（203)包括光电隔 离转换器。3. 根据权利要求1所述的模拟输入电路，其特征在于，所述电压频率转换模块包括： 一第一运算放大器（D1),其第一输入端串联有一第一电阻（R 1),在该第一电阻（R1)上 游还分别连接有一第一电容（C1)和一第二电阻（R2)，所述第一电容（C 1)和第二电阻（R2)的 另一端分别连接至第一连接点（a)，其中，所述运算放大器（D1)的第二输入端串联有一第三 电阻（R 3)，在该第三电阻（R3)上游还分别连接有第二电容（C2)和第四电阻（R 4)，所述第二 电容（C2)和第四电阻（R4)的另一端分别连接至第二连接点（b)，输入电压通过所述运算放 大器（D 1)的第一端和第二端输入，经过第一运算放大器（D1)的处理输出频率信号给隔离模 块。4. 根据权利要求1所述的模拟输入电路，其特征在于，所述直流偏置模块，其包括： 一第三电容（C3)，其连接至一参考电源芯片（W); 一第一并联支路，其输入端连接至电源芯片（W)的输出端，所述其包括并联的第五电 阻（R5)和第四电容（C4)、第六电阻（R6)，其中，所述第四电容（C 4)、第六电阻（R6)之间连接 至接地端； 一第二运算放大器（D2)，其一个输入端连接至所述第一并联支路，其输出端和另一输 入端连接至第三连接点（c); 一第七电阻（R7)，其与第一运算放大器（D1)的第一输入端和第二输入端分别连接至第 四连接点（d)和第五连接点（e); 一第十六电容（C16)，其连接至第四连接点（d)和第五连接点（e)之间。5. 根据权利要求1所述的模拟输入电路，其特征在于，所述隔离模块包括： 一光电親合器（OC)，其一输入端依次串联有一第八电阻（R8)和第六电容（C6); 一第一施密特反相器（SI1)，其输出端连接至所述光电親合器（OC)的另一输入端，其输 入端连接至电压频率转换模块（202)， 其中，所述光电親合器（OC)的一输出端依次串联有一第九电阻（R9)和第二施密特反 相器（SI2)，所述第二施密特反相器（SI2)的输出端连接至控制装置（204)，在所述第九电阻 (R 9)和所述光电耦合器（OC)的一输出端之间的之路上还连接有一第十电阻（R1J，所述第 十电阻（R 1O)并联有一光电二极管（(I1)和一第^ 电阻（R 11)。6. 根据权利要求1所述的模拟输入电路，其特征在于，所述电流采集模块依次包括相 互并联的一可变电阻（R)、瞬变电压抑制二极管（TVS)、第九电容（C 9)、第十电容（C1J、第 十一电容（C11)、第十二电容（C 12)、第十三电容（C13)和第十四电容（C14)，其中，在所述瞬变 电压抑制二极管（TVS)和所述第九电容（C9)之间还分别包括两个并联支路，所述两个并 联支路分别包括第十二电阻（R12)和第十三电阻（R13)以及第十四电阻（R14)和第十五电阻 (R 15),在所述第十一电容（C11)和所述第十二电容（C12)之间还分别连接有第一铁氧体磁 珠（FB 1)和第二铁氧体磁珠（FB2),所述第十四电容（C14)还并联有相互串联的第十六电阻 (R 16)和第十七电阻（R17)以及第十八电阻（R18)和第十九电阻（R19),其中，所述第十六电阻 (R 16)和第十七电阻（R17)之间的第六连接点（f)和第七连接点（g)相互连接，所述第七连 接点（g)为第十八电阻（R 18)和第十九电阻（R19)之间的连接点，在所述第七连接点（g)上 还连接有一第二十电阻（RJ，所述第二十电阻（Rm)还并联有一第十五电容（C15)。
【专利摘要】本实用新型提供了一种模拟输入电路，其包括：一电流采集模块，其对模拟输入信号的进行电流采样；一电压频率转换模块，其接收来自所述电流采集模块的信号，并将该信号从电压转换成频率；一直流偏置模块，其输入一预先设定的参考电压值，并对所述电压频率转换模块提供一直流偏置电压；一隔离模块，其对来自所述电压频率转换模块的频率信号的波形进行整形，并且起隔离作用，然后输出信号至控制装置，从而得到输出电流值。本实用新型提供的模拟输入电路精确度高，造价低，结构简单。
【IPC分类】H03K19/14, H03K19/0175
【公开号】CN204810253
【申请号】CN201520182491
【发明人】尹中明, 鲁铁伟, 杨小松, 吴剑强
【申请人】西门子电力自动化有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年3月27日