一種高頻除塵電源的相電流檢測電路的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高頻除塵電源的相電流檢測電路，包括依次順序連接的流檢測電路、絕對值電路、光耦隔離電路限幅濾波電路；電流檢測電路與高頻除塵電源的進線相連接，限幅濾波電路與DSP連接。本發明首先采用精密電流互感器將進線電流轉化較小的正弦電流信號，再通過并聯電阻將正弦電流信號轉化成電壓信號方便后級電路處理，然后通過絕對值電路將電壓信號取絕對值，并經光耦隔離電路進行隔離處理，減少前后級電路之間的互相干擾，最后經過限幅濾波電路送往DSP處理。該電路簡單，安全可靠，抗干擾能力強，能準確的實現高頻電源相電流的檢測。
【專利說明】—種高頻除塵電源的相電流檢測電路
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種高頻除塵電源的相電流檢測電路。
【背景技術】
[0002]新型的高頻除塵電源工作電壓大、工作頻率高，如何實現對電源的有效控制，必然離不開對電源信號的檢測，高頻除塵電源工作過程的相電流非常大，再加上高頻電源的電場與磁場環境復雜，干擾嚴重，對電路的抗干擾能力和元器件的選型要求越來越高，目前常用的信號檢測電路已經很難達到對信號的檢測要求，在復雜的電磁場環境中很難準確測量信號值。
【發明內容】
[0003]針對現有的高頻除塵電源信號檢測電路所存在的上述問題，本發明的目的是提供一種高頻除塵電源的相電流檢測電路，該電路采用精密電流互感器將進線電流轉化較小的正弦電流信號，再通過并聯電阻將正弦電流信號轉化成電壓信號方便后級電路處理，然后通過絕對值電路將電壓信號取絕對值，并經光耦隔離電路進行隔離處理，減少前后級電路之間的互相干擾，最后經過限幅濾波電路送往DSP處理，能對高頻除塵電源的進線相電流進行有效檢測。
[0004]本發明的目的通過以下技術方案實現:
[0005]一種高頻除塵電源的母線電壓檢測電路，其特征在于:該電路包括依次順序連接的電流檢測電路、絕對值電路、光耦隔離電路、限幅濾波電路；電流檢測電路與高頻除塵電源的進線相連接，限幅濾波電路與DSP連接。
[0006]所述的電流檢測電路包括:電流互感器CT、電阻Rl和電容Cl，電流互感器CT套在高頻除塵電源進線的外側，對進線電流進行采集，并聯電阻Rl是電流互感器采集到電流信號轉化成電壓信號，同時，在電阻Rl兩端并聯瞬態抑制二極管Tl和濾波電容Cl，對Rl兩端的電壓信號進行處理，其中電流互感器的型號為ΒΗ-0.66-30，電阻Rl采用的是阻值為
0.5Ω的大功率電阻，瞬態抑制二極管Tl的限幅值為5V，濾波電容Cl的值為10nF。
[0007]所述絕對值電路包括:第I運算放大器U11、第2運算放大器U12、第2電阻R2、第3電阻R3、第4電阻R4、第5電阻R5、第6電阻R6、第7電阻R7、第8電阻R8、第9電阻R9、第10電阻R10、第I 二極管D1、第2 二極管D2、電容C2，其中:第2電阻R2與第I運算放大器Ul I負相相連，第3電阻R3與第I運算放大器Ul I正相相連，第I運算放大器Ul I負相與輸出端并聯第I 二極管D1，第2 二極管D2接第I運算放大器Ull的輸出端，第4電阻R4、第5電阻R5串聯，并聯在第I運算放大器Ull的負相與第2 二極管D2陽極之間，第7電阻R7串接在第2 二極管D2陽極與第2運算放大器U12負相之間，第8電阻R8、第9電阻R9串聯后與電容C2并聯，同時并聯在第2運算放大器U12負相與輸出端之間，第6電阻R6并接在第2運算放大器U12負相與第2電阻R2輸入端之間，第2運算放大器U12正相接第10電阻R10，同時第10電阻RlO另一端接模擬地；通過調節第5電阻R5、第8電阻R8實現對絕對值電路的微調。其中運算放大器(U11、U12)采用的是型號為⑶U90-20721的集成運算放大器，電阻(R2-R10)的阻值分別為 10ΚΩ、4.99ΚΩ、20ΚΩ、500Ω、10ΚΩ、10ΚΩ、500Ω、10ΚΩ、4.99ΚΩ，二極管(D1、D2)為型號為IN4148的二極管，電容C2為lOOpF。
[0008]所述的光耦隔離電路包括:運算放大器U21、U41、光耦U3、電阻R11-R13和電容C3、C4，其中:電阻Rll與運算放大器U21負相連接，電容C3并聯在運算放大器U21的負相與輸出端之間，電阻R12連接運算放大器U21輸出端與光耦U3的I號引腳，運算放大器U21負相接模擬地，電容C4與電阻R13并聯后接在運算放大器U41輸出端與負相之間，光耦U3的5腳與運算放大器U41的負相接數字地，實現模擬信號與數字信號的隔離，減少了信號干擾。其中，運算放大器U21、U41采用型號為⑶U90-20721的集成運算放大器，光耦U3的型號為HCNR201,電阻R11-R13的阻值分別為1K Ω、510 Ω、1K Ω，電容C3、C4的大小都為1pF0
[0009]所述的限幅濾波電路包括:穩壓二極管D3、電阻R14和電容C5，其中電容C5和穩壓二極管D3并聯后，一端接數字地另一端和電阻R14相連，電阻R14和電容C5組成低通濾波器，且電阻R14同時兼具限流作用，穩壓二極管D3起到限幅的作用，共同作用使輸出信號更加平滑可靠。其中，穩壓二極管D3的限幅值為5.1V，電阻R14的值為10ΚΩ，電容C5的值為1uF00
[0010]本發明首先采用精密電流互感器將進線電流轉化較小的正弦電流信號，再通過并聯電阻將正弦電流信號轉化成電壓信號方便后級電路處理，然后通過絕對值電路將電壓信號取絕對值，并經光耦隔離電路進行隔離處理，減少前后級電路之間的互相干擾，最后經過限幅濾波電路送往DSP處理。
[0011]與現在技術相比，本發明具有以下有益效果:第一、用模擬電路對高頻高壓電源的母線電壓進行處理，電路簡單，易于實現；第二、通過光耦隔離電路將模擬信號與數字信號的隔離，大大的減少前后級電路的相互干擾；第三、經過穩壓濾波電路處理后的電壓信號可直接送給DSP處理，第四、本電路有很好的抗干擾能力，電路在現場運行中能準確反映高頻除塵電源相電流的真實值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的結構框圖。
[0013]圖2是本發明的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖1和圖2對本發明做詳細說明:
[0015]如圖1所示，一種高頻除塵電源的母線電壓檢測電路，包括:依次順序連接的電壓檢測1、絕對值電路2、光耦隔離電路3、限幅濾波電路4。電流檢測電路與高頻除塵電源的進線相連接，限幅濾波電路與DSP連接。
[0016]圖2是本發明的電路原理圖。在相電流檢測電路中，將精密電流互感器CT套在高頻除塵電源進線的外側，對進線電流進行采集，并聯電阻Rl是將精密電流互感器采集到電流信號轉化成電壓信號，同時，在電阻Rl兩端并聯瞬態抑制二極管Tl和濾波電容Cl，電容Cl主要起到濾波降噪的作用，瞬態抑制二極管Tl可以有效地保護電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞，其中電流互感器的型號為BH-0.66-30，電阻Rl采用的是阻值為0.5Ω的大功率電阻，瞬態抑制二極管Tl的限幅值為5V，濾波電容Cl的值為10nF。
[0017]所述的絕對值所述的絕對值電路2包括:第I運算放大器U11、第2運算放大器U12、第2電阻R2-第10電阻R10、第I 二極管D1、第2 二極管D2、電容C2，其中:電阻R2與運算放大器Ull負相相連，電阻R3與運算放大器Ull正相相連，運算放大器Ull負相與輸出端并聯二極管Dl，二極管D2接運算放大器UlI的輸出端，電阻R4、R5串聯，并聯在運算放大器Ull的負相與二極管D2陽極之間，電阻R7串接在二極管D2陽極與二極管U12負相之間，電阻R8、R9串聯后與電容C2并聯，同時并聯在運算放大器U12負相與輸出端之間，電阻R6并接在運算放大器U12負相與電阻R2輸入端之間，運算放大器U12正相接電阻R10，同時電阻RlO另一端接模擬地；通過調節電阻R5、R8實現對絕對值電路的微調。絕對值電路，實現了對電壓信號的取絕對值，方便后級電路對信號處理。其中運算放大器(U11、U12)采用的是型號為⑶U90-20721的集成運算放大器，電阻(R2-R10)的阻值分別為1K Ω、4.99ΚΩ、20ΚΩ、500Ω、10ΚΩ、10ΚΩ、500Ω、10ΚΩ、4.99ΚΩ，二極管(DU D2)為型號為 IN4148 的二極管，電容C2為10pF0
[0018]光耦隔離電路包括:運算放大器U21、U41、光耦U3、電阻R11-R13和電容C3、C4。電阻Rll與運算放大器U21負相連接，電容C3并聯在運算放大器U21的負相與輸出端之間，電阻R12連接運算放大器U21輸出端與光耦U3的I號引腳，運算放大器U21負相接模擬地，電容C4與電阻R13并聯后接在運算放大器U41輸出端與負相之間，光耦U3的5腳與運算放大器U41的負相接數字地，實現模擬信號與數字信號的隔離，減少了信號干擾，而電容C3、C4對芯片的供電電源進行濾波，提高芯片的工作穩定性。其中，運算放大器U21、U41采用型號為⑶U90-20721的集成運算放大器，光耦U3的型號為HCNR201，電阻R11-R13的阻值分別為10!^、510 0、10!^，電容03、(:4的大小都為1pF。
[0019]限幅濾波電路包括:穩壓二極管D3、電阻R14和電容C5，其中電容C5和穩壓二極管D3并聯后，一端接數字地另一端和電阻R14相連，電阻R14和電容C5組成低通濾波器，且電阻R14同時兼具限流作用，穩壓二極管D3起到限幅的作用，共同作用使輸出信號更加平滑可靠。其中，穩壓二極管D3的限幅值為5.1V，電阻R14的值為10ΚΩ，電容C5的值為1uF0
[0020]本發明首先采用精密電流互感器將進線電流轉化較小的正弦電流信號，再通過并聯電阻將正弦電流信號轉化成電壓信號方便后級電路處理，然后通過絕對值電路將電壓信號取絕對值，并經光耦隔離電路進行隔離處理，減少前后級電路之間的互相干擾，最后經過限幅濾波電路送往DSP處理。為了減少電路間的相互干擾，本發明采用了不同的電源供電，同時，模擬地與數字地分開，其中V1、V2的大小都為12V。
[0021]該電路簡單，安全可靠，抗干擾能力強，能準確的實現高頻電源相電流的檢測。
【權利要求】
1.一種高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:該電路包括依次順序連接的電流檢測電路(I)、絕對值電路(2)、光耦隔離電路(3)、和限幅濾波電路(4);電壓檢測電路(O與高頻除塵電源進線連接，限幅濾波電路(4)與DSP連接。
2.根據權利要求1所述的高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:所述電流檢測電路(I)包括:電流互感器CT、電阻Rl和電容Cl，電流互感器CT套在高頻除塵電源進線的外側，對進線電流進行采集，并聯電阻Rl是電流互感器采集到電流信號轉化成電壓信號，同時，在電阻Rl兩端并聯瞬態抑制二極管Tl和濾波電容Cl，對Rl兩端的電壓信號進行處理。
3.根據權利要求2所述的高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:電流互感器的型號為BH-0.66-30，電阻Rl采用的是阻值為0.5 Ω的大功率電阻，瞬態抑制二極管Tl的限幅值為5V，濾波電容Cl的值為10nF。
4.根據權利要求1所述的高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:所述絕對值電路(2)包括:第I運算放大器U11、第2運算放大器U12、第2電阻R2、第3電阻R3、第4電阻R4、第5電阻R5、第6電阻R6、第7電阻R7、第8電阻R8、第9電阻R9、第10電阻R10、第I 二極管D1、第2 二極管D2、電容C2，其中:第2電阻R2與第I運算放大器Ull負相相連，第3電阻R3與第I運算放大器Ull正相相連，第I運算放大器Ull負相與輸出端并聯第I 二極管D1，第2 二極管D2接第I運算放大器Ull的輸出端，第4電阻R4、第5電阻R5串聯，并聯在第I運算放大器Ull的負相與第2 二極管D2陽極之間，第7電阻R7串接在第2二極管D2陽極與第2運算放大器U12負相之間，第8電阻R8、第9電阻R9串聯后與電容C2并聯，同時并聯在第2運算放大器U12負相與輸出端之間，第6電阻R6并接在第2運算放大器U12負相與第2電阻R2輸入端之間，第2運算放大器U12正相接第10電阻R10，同時第10電阻RlO另一端接模擬地；通過調節第5電阻R5、第8電阻R8實現對絕對值電路的微調。
5.根據權利要求4所述的高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:第I運算放大器Ull和第2運算放大器U12采用的是型號為⑶U90-20721的集成運算放大器；第2電阻 R2 到時第 10 電阻 RlO 的阻值分別為 10 ^0>4.99 Α?、20 1 O、500 Q、10 iTO、10 ifQ、500 Ω、10 ΓΩ、4.99 第I 二極管Dl和第2 二極管D2的型號為ΙΝ4148的二極管，電容C2 為 10pF。
6.根據權利要求1所述的高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:所述的光耦隔離電路(3)包括:運算放大器U21、運算放大器U41、光耦U3、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電容C3、電容C4，其中:電阻Rll與運算放大器U21負相連接，電容C3并聯在運算放大器U21的負相與輸出端之間，電阻R12連接運算放大器U21輸出端與光耦U3的I號引腳，運算放大器U21負相接模擬地，電容C4與電阻R13并聯后接在運算放大器U41輸出端與負相之間，光耦U3的5腳與運算放大器U41的負相接數字地，實現模擬信號與數字信號的隔離，減少了信號干擾。
7.根據權利要求6所述的高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:運算放大器U21、運算放大器U41采用型號為⑶U90-20721的集成運算放大器，光耦U3的型號為HCNR201,電阻R11、電阻Rl2、電阻Rl3的阻值分別為10 JfO>510 Ω、10 ;電容C3、電容C4的大小都為10pF。
8.根據權利要求1所述的高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:所述的限幅濾波電路(4)包括:穩壓二極管D3、電阻R14和電容C5，其中電容C5和穩壓二極管D3并聯后，一端接數字地另一端和電阻R14相連，電阻R14和電容C5組成低通濾波器，且電阻R14同時兼具限流作用，穩壓二極管D3起到限幅的作用，共同作用使輸出信號更加平滑可靠。
9.根據權利要求8所述的高頻除塵電源的相電流檢測電路，其特征在于:穩壓二極管D3的限幅值為5.1V，電阻R14的值為10 ? Ω電容C5的值為10uF。
【文檔編號】G01R31/42GK104198799SQ201410467031
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】陳 峰, 張磊, 曾慶軍, 孫國平 申請人:江蘇容天機電科技有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
