电压传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种电压传感器，电压传感器包括：差分放大电路、运放电流源、功率放大电路及输出电阻；差分放大电路与运放电流源的输入端连接，用于接收并调理外部的待测电压信号；运放电流源的输出端分为三路，第一路与第二路分别连接在输出电阻两端，第三路与功率放大电路的输入端连接，运放电流源用于将待测电压信号转换为电流信号；功率放大电路的输出端连接于输出电阻与运放电流源输出端第一路的连接结点，功率放大电路用于对电流信号进行功率放大；输出电阻与运放电流源输出端第二路的连接结点，与外部负载连接。本实用新型专利技术具体体积小、精度高、成本低、可靠性强的优势，优化了电压传感器的整体性能，应用场景十分广泛。应用场景十分广泛。应用场景十分广泛。

【技术实现步骤摘要】
电压传感器


[0001]本技术涉及轨道交通
，尤指一种电压传感器。

技术介绍

[0002]牵引变流器是列车运行牵引控制中重要的控制设备，其中各种电压信息是控制系统必须要采用的基础信息，因而电压传感器的设计选型就十分关键。电压传感器的采集精度和可靠性直接影响到牵引变流器的控制性能。
[0003]现有工业控制中应用的电压传感器主要有电磁式互感器、霍尔电压传感器、分压式电压传感器及光纤电压传感器。但以上电压传感器或体积较大、结构复杂，或输出信号易受干扰、成本较高，因此需要开发一种可靠性高、实现简单、成本较低的电压传感器。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本技术实施例的主要目的在于提供一种电压传感器，保证电源传感器可靠性高、成本低及实现简单。
[0005]为了实现上述目的，本技术实施例提供一种电压传感器，所述电压传感器包括：差分放大电路、运放电流源、功率放大电路及输出电阻；
[0006]差分放大电路与所述运放电流源的输入端连接，用于接收并调理外部的待测电压信号；
[0007]运放电流源的输出端分为三路，第一路与第二路分别连接在所述输出电阻两端，第三路与所述功率放大电路的输入端连接，所述运放电流源用于将所述待测电压信号转换为电流信号；
[0008]功率放大电路的输出端连接于所述输出电阻与所述运放电流源输出端第一路的连接结点，所述功率放大电路用于对所述电流信号进行功率放大；
[0009]输出电阻与所述运放电流源输出端第二路的连接结点，与外部负载连接。
[0010]可选的，在本技术一实施例中，所述差分放大电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻及第一运算放大器；
[0011]第一电阻的一端与所述待测电压信号的负向输入端连接，所述第一电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端与所述第一运算放大器的输出端连接；所述第一电阻与所述第三电阻的连接结点，与所述第一运算放大器的反相输入端连接；
[0012]第二电阻的一端与所述待测电压信号的正向输入端连接，所述第二电阻的另一端与所述第四电阻的一端连接；所述第四电阻的另一端接地；所述第二电阻与所述第四电阻的连接结点，与所述第一运算放大器的同相输入端连接。
[0013]可选的，在本技术一实施例中，所述差分放大电路还包括：第一电容及第二电容，所述第一电容与所述第三电阻并联，所述第二电容与所述第四电阻并联。
[0014]可选的，在本技术一实施例中，所述差分放大电路还包括：第一三端二极端及第二三端二极管；所述第一三端二极管的第一端连接于所述第一电阻与所述第三电阻的连
接结点，所述第二三端二极管的第一端连接于所述第二电阻与所述第四电阻的连接结点。
[0015]可选的，在本技术一实施例中，所述电压传感器还包括：电源电路，所述电源电路的正向输出端分别与所述第一三端二极管的第二端、第二三端二极管的第二端连接，所述电源电路的负向输出端分别与所述第一三端二极管的第三端、第二三端二极管的第三端连接。
[0016]可选的，在本技术一实施例中，所述电源电路包括：多个串联连接的分压电阻，与所述分压电阻并联连接的限流滤波支路，以及与所述限流滤波支路连接的电源输出支路。
[0017]可选的，在本技术一实施例中，所述限流滤波支路包括：两个并联连接的限流滤波子支路；其中，每一限流滤波子支路包括两个串联连接的限流电阻，以及与所述限流电阻串联连接的两个滤波电容。
[0018]可选的，在本技术一实施例中，所述电源输出支路包括：两个串联连接的二极管，以及与所述二极管并联连接的两个支撑电容。
[0019]可选的，在本技术一实施例中，所述运放电流源包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻及第二运算放大器；
[0020]第五电阻的一端连接于所述第三电阻与第一运算放大器的连接结点，所述第五电阻的另一端与所述第七电阻的一端连接；所述第七电阻的另一端作为运放电流源的输出端第二路，连接于所述外部负载与输出电阻的连接结点；所述第五电阻与所述第七电阻的连接结点，与所述第二运算放大器的同相输入端连接；
[0021]第六电阻的一端接地，所述第六电阻的另一端与所述第八电阻的一端连接；所述第八电阻的另一端作为运放电流源的输出端第一路，与所述输出电阻、所述功率放大电路的输出端连接；所述第六电阻与所述第八电阻的连接结点，与所述第二运算放大器的反相输入端连接。
[0022]可选的，在本技术一实施例中，所述功率放大电路包括：第五电容、第一三极管、第二三极管、第九电阻及第十电阻；
[0023]第五电容的一端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第五电容的另一端与所述输出电阻连接；其中，所述第五电容与第二运算放大器的连接结点与所述第一三极管的发射极、所述第二三极管的集电极连接；
[0024]第一三极管的基极连接于所述第五电容与第二运算放大器的连接结点，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的集电极连接，所述第一三极管的集电极与所述第九电阻的一端连接，所述第九电阻的另一端与所述电源电路的正向输出端连接；
[0025]第二三极管的基极连接于所述第五电容与第二运算放大器的连接结点，所述第二三极管的发射极与所述第十电阻的一端连接，所述第十电阻的另一端与所述电源电路的负向输出端连接。
[0026]本技术通过前级差分放大电路、中级运放电流源与次级功率放大电路实现电压信号的采集,具体体积小、精度高、成本低、可靠性强的优势，优化了电压传感器的整体性能，应用场景十分广泛。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本技术实施例一种电压传感器的结构示意图；
[0029]图2为本技术实施例中电源电路的示意图；
[0030]图3为本技术实施例中直流输入仿真示意图；
[0031]图4为本技术实施例中交流输入仿真示意图。
具体实施方式
[0032]本技术实施例提供一种电压传感器。
[0033]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0034]如图1所示为本技术实施例一种电压传感器的结构示意图，图中所示电压传感器包括：差分放大电路、运放电流源、功率放大电路及输出电阻Ro。
[0035]差分放大电路与运放电流源的输入端连接，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压传感器，其特征在于，所述电压传感器包括：差分放大电路、运放电流源、功率放大电路及输出电阻；所述差分放大电路与所述运放电流源的输入端连接，用于接收并调理外部的待测电压信号；所述运放电流源的输出端分为三路，第一路与第二路分别连接在所述输出电阻两端，第三路与所述功率放大电路的输入端连接，所述运放电流源用于将所述待测电压信号转换为电流信号；所述功率放大电路的输出端连接于所述输出电阻与所述运放电流源输出端第一路的连接结点，所述功率放大电路用于对所述电流信号进行功率放大；所述输出电阻与所述运放电流源输出端第二路的连接结点，与外部负载连接。2.根据权利要求1所述的电压传感器，其特征在于，所述差分放大电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻及第一运算放大器；所述第一电阻的一端与所述待测电压信号的负向输入端连接，所述第一电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端与所述第一运算放大器的输出端连接；所述第一电阻与所述第三电阻的连接结点，与所述第一运算放大器的反相输入端连接；所述第二电阻的一端与所述待测电压信号的正向输入端连接，所述第二电阻的另一端与所述第四电阻的一端连接；所述第四电阻的另一端接地；所述第二电阻与所述第四电阻的连接结点，与所述第一运算放大器的同相输入端连接。3.根据权利要求2所述的电压传感器，其特征在于，所述差分放大电路还包括：第一电容及第二电容，所述第一电容与所述第三电阻并联，所述第二电容与所述第四电阻并联。4.根据权利要求2所述的电压传感器，其特征在于，所述差分放大电路还包括：第一三端二极端及第二三端二极管；所述第一三端二极管的第一端连接于所述第一电阻与所述第三电阻的连接结点，所述第二三端二极管的第一端连接于所述第二电阻与所述第四电阻的连接结点。5.根据权利要求4所述的电压传感器，其特征在于，所述电压传感器还包括：电源电路，所述电源电路的正向输出端分别与所述第一三端二极管的第二端、第二三端二极管的第二端连接，所述电源电路的负向输出端分别与所述第一三端二极管的第三端、第二三端二极管的第三端连接。6.根据权利要求5所述的电压传感器，其特征在于，所述电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海建，赵震，阮铮，高旭东，王霖，李旭阳，
申请(专利权)人：中国国家铁路集团有限公司，
类型：新型
国别省市：