直流母线电压隔离检测电路的制作方法
专利名称：直流母线电压隔离检测电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电压检测电路，具体地说，涉及一种开关磁阻电动机调速装置及 变频电机调速中主电路直流母线电压的隔离检测电路。
背景技术：
在开关磁阻电动机调速装置中，功率逆变电路靠直流母线电压供电。这是三相桥 式整流电源的输出电压，上面并联有适当的滤波电容。在交流电网合闸后，直流母线电压先 经限流电阻慢慢地上升，然后再把限流电阻短接。只有直流母线电压已达到足够大的数值， 才允许功率逆变电路工作。如果电动机处于发电状态，直流母线电压会进一步上升，其值甚至大于三相电网 线电压的峰值，结果使整流桥的二极管断开。此后到了许可值时，就需接通专门的功率开 关，对电阻放电，或者把电能回馈到电网。直流母线电压是个很重要的参数，必须及时的进行检测，而且在输出信号与直流 母线间要可靠地隔离才能比较安全。关于直流母线电压的隔离检测，现有产品是用霍尔元件制作的，该产品内部须有 匝数很多，导线很细的检测线圈，绕制麻烦，而其输入电流仍较大，检测高电压时需串联大 功率的电阻，产品体积大，价格较高。比较简便的检测方案是用线性光耦，其原理如图1所示。线性光耦输出的两个光 电二极管互相配对，受同一个发光二极管照射；在发光二极管中流过第一只运放的输出电 流，一只光电二极管对运放作负反馈用，另一只光电二极管则作为第二只运放所构成隔离 的放大器的输入。除了直流母线侧需用隔离的运放及辅助电源外，线性光耦方案还存在一大缺点， 就是输出发光二极管中的电流很小，检测直流母线电压时抗干扰能力差，检测误差比较大。
发明内容
本发明正是为了解决上述技术问题而设计的一种直流母线电压隔离检测电路。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种直流母线电压隔离检测电路，包括光耦合元件、单电源型双运算放大器；两只 光耦合元件BG1、BG2的输出光电三极管串联，连接点接于第一只运放Ul的同相或反相输入 端，通过一个直流电源+E在低压侧供电；光耦合元件中一只为检测光耦BG1，其发光二极管 串联高压电阻Rl后检测直流母线电压，另一只光耦合元件为反馈控制光耦BG2; —只运放 Ul的两个输入端接于由直流电源+E供电的等臂电阻R3、R4、R5、R6电桥的对角，运放Ul的 输出串联反馈光耦BGl的发光二极管；通过电阻R7把反馈光耦BGl的输入电流转换成电 压，然后经另一只运放U2作同相放大输出。所述直流母线电压隔离检测电路，其检测光耦BGl的发射极与反馈控制光耦BG2 的集电极相联，连接到运放Ul的同相输入端；检测光耦BGl的集电极接+E电源正端；反馈
3控制光耦BG2的发射极接+E电源负端。所述直流母线电压隔离检测电路，其检测光耦BGl的集电极与反馈控制光耦BG2 的发射极相联，连接到运放Ul的反相输入端；检测光耦BGl的发射极接+E电源负端；反馈 控制光耦BG2的集电极接+E电源正端。所述直流母线电压隔离检测电路，其检测光耦BGl和反馈控制光耦BG2的型号、规 格相同，且传输比配对；由高压电阻Rl的阻值决定检测量程，检测光耦的发光二极管与光 电三极管间有较高耐压值，反馈控制光耦BG2工作在输入满量程电压时，且加有1/2直流供 电电压的两只光耦光电三极管中流出电流最多相差10%。所述直流母线电压隔离检测电路，其通过调节电阻R7的阻值和同相放大器U2的 放大倍数，可设定检测电路满量程的输出电压。所述直流母线电压隔离检测电路，其检测光耦BGl的发光二极管上串联电阻R2， 而在两者串联电路上并联电容Cl，可滤去脉动电压及毛刺；电容C2连接运放Ul输出端与 反相输入端，消除运放Ul上产生的寄生振荡。本发明为一种直流母线电压新的隔离检测电路，主要器件是两只以光电三极管作 输出，传输比配对的光耦和一只单电源型双运放。只靠一个直流电源在低压侧供电。电路 简单，检测精度和隔离效果良好，用于开关磁阻电动机及变频电动机调速装置。本发明的有益效果是本发明提供了一种检测直流母线的新方法，电路简单，成本 低，测量精度和隔离效果良好，可广泛应用于开关磁阻电动机及变频电动机调速装置，推广 应用前景远大。
图1为线性光耦方案检测直流母线电压的电路图。图2为本发明一种实施例直流母线电压检测电路图。图3本发明另一种实施例直流母线电压检测电路图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。如图2和3所示一种直流母线电压隔离检测电路，包括光耦合元件、单电源型双 运算放大器；两只光耦合元件BG1、BG2的输出光电三极管串联，连接点接于第一只运放Ul 的同相或反相输入端，通过一个直流电源+E在低压侧供电；光耦合元件中一只为检测光耦 BG1，其发光二极管串联高压电阻Rl后检测直流母线电压，另一只光耦合元件为反馈控制 光耦BG2;—只运放Ul的两个输入端接于由直流电源+E供电的等臂电阻R3、R4、R5、R6电 桥的对角，运放Ul的输出串联反馈光耦BGl的发光二极管；通过电阻R7把反馈光耦BGl的 输入电流转换成电压，然后经另一只运放U2作同相放大输出。所述直流母线电压隔离检测电路，其检测光耦BGl的发射极与反馈控制光耦BG2 的集电极相联，连接到运放Ul的同相输入端；检测光耦BGl的集电极接+E电源正端；反馈 控制光耦BG2的发射极接+E电源负端。所述直流母线电压隔离检测电路，其检测光耦BGl的集电极与反馈控制光耦BG2 的发射极相联，连接到运放Ul的反相输入端；检测光耦BGl的发射极接+E电源负端；反馈控制光耦BG2的集电极接+E电源正端。所述直流母线电压隔离检测电路，其检测光耦BGl和反馈控制光耦BG2的型号、规 格相同，且传输比配对；由高压电阻Rl的阻值决定检测量程，检测光耦的发光二极管与光 电三极管间有较高耐压值，反馈控制光耦BG2工作在输入满量程电压时，且加有1/2直流供 电电压的两只光耦光电三极管中流出电流最多相差10%。所述直流母线电压隔离检测电路，其通过调节电阻R7的阻值和同相放大器U2的 放大倍数，可设定检测电路满量程的输出电压。所述直流母线电压隔离检测电路，其检测光耦BGl的发光二极管上串联电阻R2， 而在两者串联电路上并联电容Cl，可滤去脉动电压及毛刺；电容C2连接运放Ul输出端与 反相输入端，消除运放Ul上产生的寄生振荡。如图2所示为优先推荐的一种实施例。两只光耦的输出光电三极管串联起来后， 连接点接于第一只运放的同相输入端。本发明用了一只光耦作检测，其发光二极管串联高压电阻检测直流母线电压，流 过发光二极管的电流不大，由高压电阻阻值决定检测的量程。高压电阻实际上可以是一只 或由若干只串联，电阻功率和耐压都要有足够裕量。检测光耦BGl的发光二极管与光电三 极管之间应有足够耐压裕量。本发明另一只光耦作反馈控制，反馈控制光耦BG2的型号、规格与检测光耦一样， 而且传输比要配对。在输入满量程电压所对应的电流时，加有1/2直流供电电压的两只光 耦光电三极管中流出电流最多相差10%。反馈光耦BGl的发光二极管串在第一只运放Ul的输出中，在正常情况下，反馈光 耦BGl的输出电流应等于检测光耦的输出电流，因此反馈光耦和检测光耦间输入电流最多 也只相差10%。本发明检测电路另一种实施例如图3所示，两只光耦的输出光电三极管连接点接 于第一只运放的反相输入端，两种接法中反馈光耦都起负反馈控制作用。图2和图3电路中，用一只电阻把反馈光耦的输入电流转换成电压，然后靠第二只 运放作同相放大并最终输出。适当调节电阻值和同相放大倍数，就可调定检测电路满量程 的输出电压。图中电阻值固定，而同相放大倍数则靠电位器来调节。
权利要求
一种直流母线电压隔离检测电路，包括光耦合元件、单电源型双运算放大器；其特征在于两只光耦合元件BG1、BG2的输出光电三极管串联，连接点接于第一只运放U1的同相或反相输入端，通过一个直流电源+E在低压侧供电；光耦合元件中一只为检测光耦BG1，其发光二极管串联高压电阻R1后检测直流母线电压，另一只光耦合元件为反馈控制光耦BG2；一只运放U1的两个输入端接于由直流电源+E供电的等臂电阻R3、R4、R5、R6电桥的对角，运放U1的输出串联反馈光耦BG1的发光二极管；通过电阻R7把反馈光耦BG1的输入电流转换成电压，然后经另一只运放U2作同相放大输出。
2.根据权利要求1所述的直流母线电压隔离检测电路，其特征在于检测光耦BGl的 发射极与反馈控制光耦BG2的集电极相联，连接到运放Ul的同相输入端；检测光耦BGl的 集电极接+E电源正端；反馈控制光耦BG2的发射极接+E电源负端。
3.根据权利要求1所述的直流母线电压隔离检测电路，其特征在于检测光耦BGl的 集电极与反馈控制光耦BG2的发射极相联，连接到运放Ul的反相输入端；检测光耦BGl的 发射极接+E电源负端；反馈控制光耦BG2的集电极接+E电源正端。
4.根据权利要求1所述的直流母线电压隔离检测电路，其特征在于检测光耦BGl和 反馈控制光耦BG2的型号、规格相同，且传输比配对；由高压电阻Rl的阻值决定检测量程， 检测光耦的发光二极管与光电三极管间有较高耐压值，反馈控制光耦BG2工作在输入满量 程电压时，且加有1/2直流供电电压的两只光耦光电三极管中流出电流最多相差10%。
5.根据权利要求1所述的直流母线电压隔离检测电路，其特征在于通过调节电阻R7 的阻值和同相放大器U2的放大倍数，可设定检测电路满量程的输出电压。
6.根据权利要求1所述的直流母线电压隔离检测电路，其特征在于检测光耦BGl的 发光二极管上串联电阻R2，而在两者串联电路上并联电容Cl，可滤去脉动电压及毛刺；电 容C2连接运放Ul输出端与反相输入端，消除运放Ul上产生的寄生振荡。
全文摘要
本发明公开了一种直流母线电压隔离检测电路，包括光耦合元件、单电源型双运算放大器。两只光耦合元件BG1、BG2的输出光电三极管串联，连接点接于第一只运放U1的同相或反相输入端，通过一个直流电源+E在低压侧供电；光耦合元件中一只为检测光耦BG1，其发光二极管串联高压电阻R1后检测直流母线电压，另一只光耦合元件为反馈控制光耦BG2；运放U1的两个输入端接于由直流电源供电的等臂电阻R3、R4、R5、R6电桥的对角，运放U1的输出串联反馈光耦的发光二极管；通过电阻R7把反馈光耦的输入电流转换成电压，经运放U2作同相放大输出。本发明提供了一种检测直流母线的新方法，其电路简单，成本低，测量精度和隔离效果良好，推广应用前景远大。
文档编号G01R15/22GK101923111SQ20091030316
公开日2010年12月22日 申请日期2009年6月11日 优先权日2009年6月11日
发明者周海亮, 裘锦灼 申请人:北京中纺锐力机电有限公司
技术领域：
本发明涉及一种电压检测电路，具体地说，涉及一种开关磁阻电动机调速装置及 变频电机调速中主电路直流母线电压的隔离检测电路。
背景技术：
在开关磁阻电动机调速装置中，功率逆变电路靠直流母线电压供电。这是三相桥 式整流电源的输出电压，上面并联有适当的滤波电容。在交流电网合闸后，直流母线电压先 经限流电阻慢慢地上升，然后再把限流电阻短接。只有直流母线电压已达到足够大的数值， 才允许功率逆变电路工作。如果电动机处于发电状态，直流母线电压会进一步上升，其值甚至大于三相电网 线电压的峰值，结果使整流桥的二极管断开。此后到了许可值时，就需接通专门的功率开 关，对电阻放电，或者把电能回馈到电网。直流母线电压是个很重要的参数，必须及时的进行检测，而且在输出信号与直流 母线间要可靠地隔离才能比较安全。关于直流母线电压的隔离检测，现有产品是用霍尔元件制作的，该产品内部须有 匝数很多，导线很细的检测线圈，绕制麻烦，而其输入电流仍较大，检测高电压时需串联大 功率的电阻，产品体积大，价格较高。比较简便的检测方案是用线性光耦，其原理如图1所示。线性光耦输出的两个光 电二极管互相配对，受同一个发光二极管照射；在发光二极管中流过第一只运放的输出电 流，一只光电二极管对运放作负反馈用，另一只光电二极管则作为第二只运放所构成隔离 的放大器的输入。除了直流母线侧需用隔离的运放及辅助电源外，线性光耦方案还存在一大缺点， 就是输出发光二极管中的电流很小，检测直流母线电压时抗干扰能力差，检测误差比较大。
发明内容
本发明正是为了解决上述技术问题而设计的一种直流母线电压隔离检测电路。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种直流母线电压隔离检测电路，包括光耦合元件、单电源型双运算放大器；两只 光耦合元件BG1、BG2的输出光电三极管串联，连接点接于第一只运放Ul的同相或反相输入 端，通过一个直流电源+E在低压侧供电；光耦合元件中一只为检测光耦BG1，其发光二极管 串联高压电阻Rl后检测直流母线电压，另一只光耦合元件为反馈控制光耦BG2; —只运放 Ul的两个输入端接于由直流电源+E供电的等臂电阻R3、R4、R5、R6电桥的对角，运放Ul的 输出串联反馈光耦BGl的发光二极管；通过电阻R7把反馈光耦BGl的输入电流转换成电 压，然后经另一只运放U2作同相放大输出。所述直流母线电压隔离检测电路，其检测光耦BGl的发射极与反馈控制光耦BG2 的集电极相联，连接到运放Ul的同相输入端；检测光耦BGl的集电极接+E电源正端；反馈
3控制光耦BG2的发射极接+E电源负端。所述直流母线电压隔离检测电路，其检测光耦BGl的集电极与反馈控制光耦BG2 的发射极相联，连接到运放Ul的反相输入端；检测光耦BGl的发射极接+E电源负端；反馈 控制光耦BG2的集电极接+E电源正端。所述直流母线电压隔离检测电路，其检测光耦BGl和反馈控制光耦BG2的型号、规 格相同，且传输比配对；由高压电阻Rl的阻值决定检测量程，检测光耦的发光二极管与光 电三极管间有较高耐压值，反馈控制光耦BG2工作在输入满量程电压时，且加有1/2直流供 电电压的两只光耦光电三极管中流出电流最多相差10%。所述直流母线电压隔离检测电路，其通过调节电阻R7的阻值和同相放大器U2的 放大倍数，可设定检测电路满量程的输出电压。所述直流母线电压隔离检测电路，其检测光耦BGl的发光二极管上串联电阻R2， 而在两者串联电路上并联电容Cl，可滤去脉动电压及毛刺；电容C2连接运放Ul输出端与 反相输入端，消除运放Ul上产生的寄生振荡。本发明为一种直流母线电压新的隔离检测电路，主要器件是两只以光电三极管作 输出，传输比配对的光耦和一只单电源型双运放。只靠一个直流电源在低压侧供电。电路 简单，检测精度和隔离效果良好，用于开关磁阻电动机及变频电动机调速装置。本发明的有益效果是本发明提供了一种检测直流母线的新方法，电路简单，成本 低，测量精度和隔离效果良好，可广泛应用于开关磁阻电动机及变频电动机调速装置，推广 应用前景远大。
图1为线性光耦方案检测直流母线电压的电路图。图2为本发明一种实施例直流母线电压检测电路图。图3本发明另一种实施例直流母线电压检测电路图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。如图2和3所示一种直流母线电压隔离检测电路，包括光耦合元件、单电源型双 运算放大器；两只光耦合元件BG1、BG2的输出光电三极管串联，连接点接于第一只运放Ul 的同相或反相输入端，通过一个直流电源+E在低压侧供电；光耦合元件中一只为检测光耦 BG1，其发光二极管串联高压电阻Rl后检测直流母线电压，另一只光耦合元件为反馈控制 光耦BG2;—只运放Ul的两个输入端接于由直流电源+E供电的等臂电阻R3、R4、R5、R6电 桥的对角，运放Ul的输出串联反馈光耦BGl的发光二极管；通过电阻R7把反馈光耦BGl的 输入电流转换成电压，然后经另一只运放U2作同相放大输出。所述直流母线电压隔离检测电路，其检测光耦BGl的发射极与反馈控制光耦BG2 的集电极相联，连接到运放Ul的同相输入端；检测光耦BGl的集电极接+E电源正端；反馈 控制光耦BG2的发射极接+E电源负端。所述直流母线电压隔离检测电路，其检测光耦BGl的集电极与反馈控制光耦BG2 的发射极相联，连接到运放Ul的反相输入端；检测光耦BGl的发射极接+E电源负端；反馈控制光耦BG2的集电极接+E电源正端。所述直流母线电压隔离检测电路，其检测光耦BGl和反馈控制光耦BG2的型号、规 格相同，且传输比配对；由高压电阻Rl的阻值决定检测量程，检测光耦的发光二极管与光 电三极管间有较高耐压值，反馈控制光耦BG2工作在输入满量程电压时，且加有1/2直流供 电电压的两只光耦光电三极管中流出电流最多相差10%。所述直流母线电压隔离检测电路，其通过调节电阻R7的阻值和同相放大器U2的 放大倍数，可设定检测电路满量程的输出电压。所述直流母线电压隔离检测电路，其检测光耦BGl的发光二极管上串联电阻R2， 而在两者串联电路上并联电容Cl，可滤去脉动电压及毛刺；电容C2连接运放Ul输出端与 反相输入端，消除运放Ul上产生的寄生振荡。如图2所示为优先推荐的一种实施例。两只光耦的输出光电三极管串联起来后， 连接点接于第一只运放的同相输入端。本发明用了一只光耦作检测，其发光二极管串联高压电阻检测直流母线电压，流 过发光二极管的电流不大，由高压电阻阻值决定检测的量程。高压电阻实际上可以是一只 或由若干只串联，电阻功率和耐压都要有足够裕量。检测光耦BGl的发光二极管与光电三 极管之间应有足够耐压裕量。本发明另一只光耦作反馈控制，反馈控制光耦BG2的型号、规格与检测光耦一样， 而且传输比要配对。在输入满量程电压所对应的电流时，加有1/2直流供电电压的两只光 耦光电三极管中流出电流最多相差10%。反馈光耦BGl的发光二极管串在第一只运放Ul的输出中，在正常情况下，反馈光 耦BGl的输出电流应等于检测光耦的输出电流，因此反馈光耦和检测光耦间输入电流最多 也只相差10%。本发明检测电路另一种实施例如图3所示，两只光耦的输出光电三极管连接点接 于第一只运放的反相输入端，两种接法中反馈光耦都起负反馈控制作用。图2和图3电路中，用一只电阻把反馈光耦的输入电流转换成电压，然后靠第二只 运放作同相放大并最终输出。适当调节电阻值和同相放大倍数，就可调定检测电路满量程 的输出电压。图中电阻值固定，而同相放大倍数则靠电位器来调节。
权利要求
一种直流母线电压隔离检测电路，包括光耦合元件、单电源型双运算放大器；其特征在于两只光耦合元件BG1、BG2的输出光电三极管串联，连接点接于第一只运放U1的同相或反相输入端，通过一个直流电源+E在低压侧供电；光耦合元件中一只为检测光耦BG1，其发光二极管串联高压电阻R1后检测直流母线电压，另一只光耦合元件为反馈控制光耦BG2；一只运放U1的两个输入端接于由直流电源+E供电的等臂电阻R3、R4、R5、R6电桥的对角，运放U1的输出串联反馈光耦BG1的发光二极管；通过电阻R7把反馈光耦BG1的输入电流转换成电压，然后经另一只运放U2作同相放大输出。
2.根据权利要求1所述的直流母线电压隔离检测电路，其特征在于检测光耦BGl的 发射极与反馈控制光耦BG2的集电极相联，连接到运放Ul的同相输入端；检测光耦BGl的 集电极接+E电源正端；反馈控制光耦BG2的发射极接+E电源负端。
3.根据权利要求1所述的直流母线电压隔离检测电路，其特征在于检测光耦BGl的 集电极与反馈控制光耦BG2的发射极相联，连接到运放Ul的反相输入端；检测光耦BGl的 发射极接+E电源负端；反馈控制光耦BG2的集电极接+E电源正端。
4.根据权利要求1所述的直流母线电压隔离检测电路，其特征在于检测光耦BGl和 反馈控制光耦BG2的型号、规格相同，且传输比配对；由高压电阻Rl的阻值决定检测量程， 检测光耦的发光二极管与光电三极管间有较高耐压值，反馈控制光耦BG2工作在输入满量 程电压时，且加有1/2直流供电电压的两只光耦光电三极管中流出电流最多相差10%。
5.根据权利要求1所述的直流母线电压隔离检测电路，其特征在于通过调节电阻R7 的阻值和同相放大器U2的放大倍数，可设定检测电路满量程的输出电压。
6.根据权利要求1所述的直流母线电压隔离检测电路，其特征在于检测光耦BGl的 发光二极管上串联电阻R2，而在两者串联电路上并联电容Cl，可滤去脉动电压及毛刺；电 容C2连接运放Ul输出端与反相输入端，消除运放Ul上产生的寄生振荡。
全文摘要
本发明公开了一种直流母线电压隔离检测电路，包括光耦合元件、单电源型双运算放大器。两只光耦合元件BG1、BG2的输出光电三极管串联，连接点接于第一只运放U1的同相或反相输入端，通过一个直流电源+E在低压侧供电；光耦合元件中一只为检测光耦BG1，其发光二极管串联高压电阻R1后检测直流母线电压，另一只光耦合元件为反馈控制光耦BG2；运放U1的两个输入端接于由直流电源供电的等臂电阻R3、R4、R5、R6电桥的对角，运放U1的输出串联反馈光耦的发光二极管；通过电阻R7把反馈光耦的输入电流转换成电压，经运放U2作同相放大输出。本发明提供了一种检测直流母线的新方法，其电路简单，成本低，测量精度和隔离效果良好，推广应用前景远大。
文档编号G01R15/22GK101923111SQ20091030316
公开日2010年12月22日 申请日期2009年6月11日 优先权日2009年6月11日
发明者周海亮, 裘锦灼 申请人:北京中纺锐力机电有限公司
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