基于高速光耦隔离的直流高压采样电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于高速光耦隔离的直流高压采样电路，解决了现有技术的不足，技术方案为：包括第一运放、第二运放、高速光耦、电阻R3、电阻R4和电阻R5，所述第一运放的负输入端与电阻R3的第二端连接，电阻R3的第一端与被测电路连接，所述第一运放的正输入端接地，第一运放的输出端通过电阻R4与高速光耦中输入侧的发光二极管连接，第一运放的负输入端与高速光耦中输入侧的光敏二极管连接，高速光耦中输出侧的光敏二极管的阴极与第二运放的负输入端连接，高速光耦中输出侧的光敏二极管的阳极与第二运放的正输入端连接，第二运放的正输入端接地，第二运放的负输入端通过电阻R5与第二运放的输出端连接，第二运放的输出端与AD转换电路连接。

DC high voltage sampling circuit based on high speed optocoupler isolation

The utility model relates to a sampling circuit based on high voltage DC high speed optocoupler, solves the deficiency of prior art, the technical scheme of which includes a first amplifier, second operational amplifier, high speed optocoupler, resistor R3, a resistor R4 and a resistor R5, the first operational amplifier and the negative input resistance and second terminal R3 connected connection the first end of the resistor R3 and the circuit to be tested, the positive input ground of the first operational amplifier, output of the first amplifier input end through resistor R4 and high-speed optocoupler in light emitting diode connected, negative input of the first amplifier and optocoupler in the input side of the photosensitive diode connected to the negative input and second op amp photosensitive cathode the diode output side high-speed optocoupler in the end is connected with the input terminal connected with the anode and the second amplifier photodiode output side of the high-speed optocoupler, positive input amplifier second The negative input terminal of the second operational amplifier is connected with the output end of the second operational amplifier through the resistance R5, and the output end of the second operational amplifier is connected with the AD conversion circuit.

【技术实现步骤摘要】
基于高速光耦隔离的直流高压采样电路
本技术涉及一种采样电路，特别涉及一种基于高速光耦隔离的直流高压采样电路。
技术介绍
在各种电子设备中，经常需要对具有直流高压的母线进行电压或者电流采样。在现有技术中，通常直流高压采样首先经过电阻分压为几十毫伏的电压信号，再经过隔离运放输出几伏的电压信号，之后经过滤波、放大以及保护电路，最终送入CPU的A/D转换器，从而实现高压直流的隔离测量和数模转换，同时为了提高直流系统的可靠性和抗干扰能力，采样电路用光耦隔离或电压霍尔隔离对主电路和控制电路进行电气隔离。对于这种采样电路，由于需经过两级放大，光耦隔离、滤波以及保护等处理，中间处理环节较多，影响采样电路的精度且不能反映高压直流的较小电压波动。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述现有技术存在由于需经过两级放大，光耦隔离、滤波以及保护等处理，中间处理环节较多，影响采样电路的精度且不能反映高压直流的较小电压波动的问题，提供了一种基于高速光耦隔离的直流高压采样电路。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于高速光耦隔离的直流高压采样电路，输入端与被测电路连接，输出端与AD转换电路连接，包括第一运放、第二运放、高速光耦、电阻R3、电阻R4和电阻R5，所述第一运放的负输入端与电阻R3的第二端连接，电阻R3的第一端与被测电路连接，所述第一运放的正输入端接地，第一运放的输出端通过电阻R4与高速光耦中输入侧的发光二极管连接，第一运放的负输入端与高速光耦中输入侧的光敏二极管连接，高速光耦中输出侧的光敏二极管的阴极与第二运放的负输入端连接，高速光耦中输出侧的光敏二极管的阳极与第二运放的正输入端连接，第二运放的正输入端接地，第二运放的负输入端通过电阻R5与第二运放的输出端连接，第二运放的输出端与AD转换电路连接。本技术光耦采用的是HCNR201，光耦HCNR201的内部结构包括一只高性能的AlGaAs型发光二极管(图1中的LED)、两只极其相似的光敏二极管PD1和PD2。当LED中流过电流IF时，其所发出的光会在PD1和PD2中感应出正比于LED发光强度的光电流IPD1和IPD2。由于PD1和PD2的特性非常相似，再加上安装位置的精确性以及元件先进的封装设计保证了该元件的高线性度和增益的稳定性，使得IPD2＝K·IPD1，其中K为常数约等于1，当芯片制作完成后随之确定。用该芯片设计电路对电压进行线性测量时使用的就是这一特性。作为优选，还包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1第一端与所述被测电路连接，电阻R1的第二端通过电阻R2接地，电阻R1的第二端还与电阻R3的第一端连接。作为优选，还包括有防反接二极管D1，所述电阻R1的第一端与所述防反接二极管D1的阴极连接，所述防反接二极管D1的阳极与所述被测电路连接。作为优选，所述电阻R5的第一端通过一个贴片电容与电阻R5的第二端连接，所述第二运放的输出端通过一个电阻与AD转换电路的输入端连接，AD转换电路的输入端通过一个电容接地。作为优选，所述电阻R2第一端通过一个贴片电容接地。作为优选，还包括有电容C1所述，第一运放的输出端与第一运放的负输入端之间通过电容C1连接。作为优选，针对正向电路检测时电阻R4的第二端与高速光耦中输入侧的发光二极管的阳极连接，高速光耦中输入侧的发光二极管的阴极接地；高速光耦中输入侧的光敏二极管的阳极与第一运放的负输入端连接，高速光耦中输入侧的光敏二极管的阴极接地。作为优选，针对正向电路检测时电阻R4的第二端与高速光耦中输入侧的发光二极管的阴极连接，高速光耦中输入侧的发光二极管的阳极接地；高速光耦中输入侧的光敏二极管的阴极与第一运放的负输入端连接，高速光耦中输入侧的光敏二极管的阳极接地。本技术的实质性效果是：本技术无需经过两级放大，光耦隔离、滤波以及保护等处理，中间处理环节较少，不影响采样电路的精度且能反映高压直流的较小电压波动。附图说明图1为本技术中高速光耦的一种电路原理图；图2为本技术的一种电路原理图；图3为本技术的另一种电路原理图；图4为本技术的一种应用测试结果图；图5为本技术连接时的一种电路原理图；图6为本技术连接时的另一种电路原理图。具体实施方式下面通过具体实施例，并结合附图，对本技术的技术方案作进一步的具体说明。实施例1：一种基于高速光耦隔离的直流高压采样电路(参见附图1附图2附图3和附图4)，输入端与被测电路连接，输出端与AD转换电路连接，其特征在于：包括第一运放、第二运放、高速光耦、电阻R3、电阻R4和电阻R5，所述第一运放的负输入端与电阻R3的第二端连接，电阻R3的第一端与被测电路连接，所述第一运放的正输入端接地，第一运放的输出端通过电阻R4与高速光耦中输入侧的发光二极管连接，第一运放的负输入端与高速光耦中输入侧的光敏二极管连接，高速光耦中输出侧的光敏二极管的阴极与第二运放的负输入端连接，高速光耦中输出侧的光敏二极管的阳极与第二运放的正输入端连接，第二运放的正输入端接地，第二运放的负输入端通过电阻R5与第二运放的输出端连接，第二运放的输出端与AD转换电路连接。还包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1第一端与所述被测电路连接，电阻R1的第二端通过电阻R2接地，电阻R1的第二端还与电阻R3的第一端连接。还包括有防反接二极管D1，所述电阻R1的第一端与所述防反接二极管D1的阴极连接，所述防反接二极管D1的阳极与所述被测电路连接。所述电阻R5的第一端通过一个贴片电容与电阻R5的第二端连接，所述第二运放的输出端通过一个电阻与AD转换电路的输入端连接，AD转换电路的输入端通过一个电容接地。所述电阻R2第一端通过一个贴片电容接地。还包括有电容C1所述，第一运放的输出端与第一运放的负输入端之间通过电容C1连接。针对正向电路检测时电阻R4的第二端与高速光耦中输入侧的发光二极管的阳极连接，高速光耦中输入侧的发光二极管的阴极接地；高速光耦中输入侧的光敏二极管的阳极与第一运放的负输入端连接，高速光耦中输入侧的光敏二极管的阴极接地。针对正向电路检测时电阻R4的第二端与高速光耦中输入侧的发光二极管的阴极连接，高速光耦中输入侧的发光二极管的阳极接地；高速光耦中输入侧的光敏二极管的阴极与第一运放的负输入端连接，高速光耦中输入侧的光敏二极管的阳极接地。本实施例光耦采用的是HCNR201，光耦HCNR201的内部结构包括一只高性能的AlGaAs型发光二极管(图1中的LED)、两只极其相似的光敏二极管PD1和PD2。当LED中流过电流IF时，其所发出的光会在PD1和PD2中感应出正比于LED发光强度的光电流IPD1和IPD2。由于PD1和PD2的特性非常相似，再加上安装位置的精确性以及元件先进的封装设计保证了该元件的高线性度和增益的稳定性，使得IPD2＝K·IPD1，其中K为常数约等于1，当芯片制作完成后随之确定。用该芯片设计电路对电压进行线性测量时使用的就是这一特性。以上所述的实施例只是本技术的一种较佳的方案，并非对本技术作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于高速光耦隔离的直流高压采样电路，输入端与被测电路连接，输出端与AD转换电路连接，其特征在于：包括第一运放、第二运放、高速光耦、电阻R3、电阻R4和电阻R5，所述第一运放的负输入端与电阻R3的第二端连接，电阻R3的第一端与被测电路连接，所述第一运放的正输入端接地，第一运放的输出端通过电阻R4与高速光耦中输入侧的发光二极管连接，第一运放的负输入端与高速光耦中输入侧的光敏二极管连接，高速光耦中输出侧的光敏二极管的阴极与第二运放的负输入端连接，高速光耦中输出侧的光敏二极管的阳极与第二运放的正输入端连接，第二运放的正输入端接地，第二运放的负输入端通过电阻R5与第二运放的输出端连接，第二运放的输出端与AD转换电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于高速光耦隔离的直流高压采样电路，输入端与被测电路连接，输出端与AD转换电路连接，其特征在于：包括第一运放、第二运放、高速光耦、电阻R3、电阻R4和电阻R5，所述第一运放的负输入端与电阻R3的第二端连接，电阻R3的第一端与被测电路连接，所述第一运放的正输入端接地，第一运放的输出端通过电阻R4与高速光耦中输入侧的发光二极管连接，第一运放的负输入端与高速光耦中输入侧的光敏二极管连接，高速光耦中输出侧的光敏二极管的阴极与第二运放的负输入端连接，高速光耦中输出侧的光敏二极管的阳极与第二运放的正输入端连接，第二运放的正输入端接地，第二运放的负输入端通过电阻R5与第二运放的输出端连接，第二运放的输出端与AD转换电路连接。2.根据权利要求1所述的基于高速光耦隔离的直流高压采样电路，其特征在于：还包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1第一端与所述被测电路连接，电阻R1的第二端通过电阻R2接地，电阻R1的第二端还与电阻R3的第一端连接。3.根据权利要求2所述的基于高速光耦隔离的直流高压采样电路，其特征在于：还包括有防反接二极管D1，所述电阻R1的第一端与所述防反接二极管D1的阴极连接，所述防反接二极管D1的阳极与所述被测电路连接。4.根据权利要求1或2...

【专利技术属性】
技术研发人员：何若虚，陈亮，严琦龙，海建伟，贾诗豹，徐国平，
申请(专利权)人：浙江万马新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33