一种多通道隔离型直流电压采集电路制造技术

本申请公开了一种多通道隔离型直流电压采集电路。包括分压模块、多路开关模块、调理模块，AD转换模块和CPU模块，本申请设计有分压模块，其数量为四个，其分别配置用于将四个直流电压信号进行分压，得到四个差分电压信号；CPU模块，其分别配置用于输出三个选通控制信号；多路开关模块，多路开关模块的输入端分别配置用于接收四个差分电压信号和三个选通控制信号；多路开关模块配置用于对四个差分电压信号进行选择，得到第五差分电压信号；调理模块，其配置用于将第五差分电压信号进行调理处理，得到第二单端电压信号；AD转换模块，其配置用于将第二单端电压信号进行转换，得到第一数字信号；CPU模块，其配置用于将第一数字信号进行采集。集。集。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道隔离型直流电压采集电路


[0001]本公开涉及电气
，具体涉及一种多通道隔离型直流电压采集电路。

技术介绍

[0002]为监控机载产品输入供电，需对输入的直流供电电压进行采集，目前对多通道隔离型直流电压采集方法主要包括两种，一种采用电压传感器通过霍尔原理实现一次侧电压的隔离采集，另一种为采集电压经调理、运放后通过光耦隔离芯片完成隔离采集；第一种在实现过程中电压传感器通常要安装于结构壳体或者底板上，结构空间占用大，且隔离输出端至后端放大电路和AD转换电路的传输路径易受到电磁干扰；第二种采用光耦完成隔离采集，该方法可以有效抑制共模电压，但光耦存在线性度问题，无法保证全量程采集精度，目前常用的采集方法无法满足产品需求，所以，我们提出一种多通道隔离型直流电压采集电路，用以解决上述问题。

技术实现思路

[0003]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种结构紧凑、电路简单、量程范围宽和多路电压采集的多通道隔离型直流电压采集电路。
[0004]第一方面，本申请提供一种多通道隔离型直流电压采集电路，包括：
[0005]分压模块，其数量为四个，所述分压模块具有输入端，四个所述分压模块的输入端分别配置用于接收第一直流电压信号、第二直流电压信号，第三直流电压信号和第四直流电压信号；四个所述分压模块分别一一对应配置用于将所述第一直流电压信号、所述第二直流电压信号，所述第三直流电压信号和所述第四直流电压信号进行分压，得到第一差分电压信号、第二差分电压信号，第三差分电压信号和第四差分电压信号；
[0006]CPU模块，其具有三个输出端和一个输入端，所述CPU模块的三个输出端分别配置用于输出第一选通控制信号，第二选通控制信号和第三选通控制信号；
[0007]多路开关模块，其具有七个输入端，所述多路开关模块的七个输入端分别配置用于接收所述第一差分电压信号、所述第二差分电压信号、所述第三差分电压信号、所述第四差分电压信号、所述第一选通控制信号，所述第二选通控制信号和所述第三选通控制信号；所述CPU模块配置用于控制所述多路开关模块的信号选择；所述多路开关模块配置用于对所述第一差分电压信号、所述第二差分电压信号，所述第三差分电压信号和所述第四差分电压信号进行选择，得到第五差分电压信号；
[0008]调理模块，其具有输入端，所述调理模块的输入端配置用于接收所述第五差分电压信号；所述调理模块配置用于将所述第五差分电压信号进行调理处理，得到第二单端电压信号；
[0009]AD转换模块，其具有输入端，所述AD转换模块的输入端配置用于接收所述第二单端电压信号；所述AD转换模块配置用于将所述第二单端电压信号进行转换，得到第一数字信号；所述CPU模块的输入端配置用于接收所述第一数字信号，所述CPU模块配置用于将所
述第一数字信号进行采集。
[0010]根据本申请实施例提供的技术方案，所述分压模块包括分压单元，所述分压单元具有输入端，所述分压单元的输入端为所述分压模块的输入端，所述分压单元配置用于对输入的直流电压进行分压处理。
[0011]根据本申请实施例提供的技术方案，所述调理模块包括第一限流单元、差分放大单元，第二限流单元和电压跟随单元；
[0012]所述第一限流单元具有输入端，所述第一限流单元的输入端为所述调理模块的输入端，所述第一限流单元配置用于将所述第五差分电压信号进行限流处理，得到限流后的第五差分电压信号；
[0013]所述差分放大单元具有输入端，所述差分放大单元的输入端配置用于接收所述限流后的第五差分电压信号；所述差分放大单元配置用于将所述限流后的第五差分电压信号进行转换，得到第一单端信号。
[0014]所述第二限流单元具有输入端，所述第二限流单元的输入端配置用于接收所述第一单端信号；所述第二限流单元配置用于将所述第一单端信号进行限流处理，得到限流后的第一单端信号；
[0015]所述电压跟随单元具有输入端，所述电压跟随单元的输入端配置用于接收所述限流后的第一单端信号；所述电压跟随单元配置用于实现所述限流后的第一单端信号与所述AD转换模块输入端信号的阻抗匹配，得到第二单端信号。
[0016]根据本申请实施例提供的技术方案，所述分压模块还包括：第一滤波单元，其配置用于对所述分压单元的输出信号的进行滤波处理；
[0017]隔离单元，其配置用于将第一滤波单元的外部输入地与所述隔离单元的模拟地隔离。
[0018]根据本申请实施例提供的技术方案，所述调理模块还包括：第二滤波单元和第三滤波单元，其均配置用于滤除所述多路开关模块输出信号的共模干扰；
[0019]钳位单元，其配置用于对所电压跟随模块的输出信号进行钳位。
[0020]根据本申请实施例提供的技术方案，所述分压单元包括包括依次串联的第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1和所述第二电阻R2均具有第一端和第二端，所述第一电阻R1的第一端为所述分压单元的输入端，所述第一电阻R1的第二端与所述第二电阻R2的第一端连接，所述第一电阻R1的第一端配置用于连接多路开关模块的输入端。
[0021]根据本申请实施例提供的技术方案，所述多路开关模块包括模拟开关S1，所述模拟开关S1具有1脚AO、2脚EN、3脚VSS、4脚S1A、5脚S2A、6脚S3A、7脚S4A、8脚DA，9脚DB，10脚S4B、11脚S3B、12脚S2B、13脚S1B、14脚VDD，15脚GND和16脚A1；所述13脚S1B、所述12脚S2B，所述11脚S3B和所述10脚S4B分别一一对应配置用于接收所述第一差分电压信号、所述第二差分电压信号，所述第三差分电压信号和所述第四差分电压信号；所述1脚AO，所述2脚EN和所述16脚A1分别一一对应配置用于接收所述第一选通控制信号，所述第二选通控制信号和所述第三选通控制信号；所述4脚S1A、所述5脚S2A，所述6脚S3A和所述7脚S4A分别一一对应配置用于连接第一外部输入地GND1、第二外部输入地GND2，第三外部输入地GND3和第四外部输入地GND4；所述14脚VDD，所述3脚VSS和所述15脚GND分别一一对应配置用于连接+15V电源，
‑
15V电源和模拟地AGND。
[0022]根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一限流单元包括第四电阻R4，第五电阻R5和第四电容C4，所述第四电阻R4，所述第五电阻R5和所述第四电容C4均具有第一端和第二端，所述第四电阻R4的第一端与所述8脚DA连接，所述第四电阻R4的第二端与所述第四电容C4的第二端连接，所述第五电阻R5的第一端与所述9脚DB连接，所述第五电阻R5的第二端与所述第四电容C4的第一端连接；
[0023]所述差分放大单元包括精密仪表放大器N1，所述精密仪表放大器N1具有1脚RG1、2脚IN
‑
、3脚IN+、4脚VS
‑
、5脚REF、6脚OUTPUT，7脚VS+和8脚RG2；所述精密仪表放大器N1的2脚IN
‑
与所述第四电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道隔离型直流电压采集电路，其特征在于，包括：分压模块，其数量为四个，所述分压模块具有输入端，四个所述分压模块的输入端分别配置用于接收第一直流电压信号、第二直流电压信号，第三直流电压信号和第四直流电压信号；四个所述分压模块分别一一对应配置用于将所述第一直流电压信号、所述第二直流电压信号，所述第三直流电压信号和所述第四直流电压信号进行分压，得到第一差分电压信号、第二差分电压信号，第三差分电压信号和第四差分电压信号；CPU模块，其具有三个输出端和一个输入端，所述CPU模块的三个输出端分别配置用于输出第一选通控制信号，第二选通控制信号和第三选通控制信号；多路开关模块，其具有七个输入端，所述多路开关模块的七个输入端分别配置用于接收所述第一差分电压信号、所述第二差分电压信号、所述第三差分电压信号、所述第四差分电压信号、所述第一选通控制信号，所述第二选通控制信号和所述第三选通控制信号；所述CPU模块配置用于控制所述多路开关模块的信号选择；所述多路开关模块配置用于对所述第一差分电压信号、所述第二差分电压信号，所述第三差分电压信号和所述第四差分电压信号进行选择，得到第五差分电压信号；调理模块，其具有输入端，所述调理模块的输入端配置用于接收所述第五差分电压信号；所述调理模块配置用于将所述第五差分电压信号进行调理处理，得到第二单端电压信号；AD转换模块，其具有输入端，所述AD转换模块的输入端配置用于接收所述第二单端电压信号；所述AD转换模块配置用于将所述第二单端电压信号进行转换，得到第一数字信号；所述CPU模块的输入端配置用于接收所述第一数字信号，所述CPU模块配置用于将所述第一数字信号进行采集。2.根据权利要求1所述的一种多通道隔离型直流电压采集电路，其特征在于：所述分压模块包括分压单元(1)，所述分压单元(1)具有输入端，所述分压单元(1)的输入端为所述分压模块的输入端，所述分压单元(1)配置用于对输入的直流电压进行分压处理。3.根据权利要求2所述的一种多通道隔离型直流电压采集电路，其特征在于：所述调理模块包括第一限流单元(2)、差分放大单元(3)，第二限流单元(4)和电压跟随单元(5)；所述第一限流单元(2)具有输入端，所述第一限流单元(2)的输入端为所述调理模块的输入端，所述第一限流单元(2)配置用于将所述第五差分电压信号进行限流处理，得到限流后的第五差分电压信号；所述差分放大单元(3)具有输入端，所述差分放大单元(3)的输入端配置用于接收所述限流后的第五差分电压信号；所述差分放大单元(3)配置用于将所述限流后的第五差分电压信号进行转换，得到第一单端信号。所述第二限流单元(4)具有输入端，所述第二限流单元(4)的输入端配置用于接收所述第一单端信号；所述第二限流单元(4)配置用于将所述第一单端信号进行限流处理，得到限流后的第一单端信号；所述电压跟随单元(5)具有输入端，所述电压跟随单元(5)的输入端配置用于接收所述限流后的第一单端信号；所述电压跟随单元(5)配置用于实现所述限流后的第一单端信号与所述AD转换模块输入端信号的阻抗匹配，得到第二单端信号。4.根据权利要求3所述的一种多通道隔离型直流电压采集电路，其特征在于：所述分压
模块还包括：第一滤波单元(6)，其配置用于对所述分压单元(1)的输出信号的进行滤波处理；隔离单元(7)，其配置用于将第一滤波单元(6)的外部输入地与所述隔离单元(7)的模拟地隔离。5.根据权利要求4所述的一种多通道隔离型直流电压采集电路，其特征在于：所述调理模块还包括：第二滤波单元(8)和第三滤波单元(9)，其均配置用于滤除所述多路开关模块输出信号的共模干扰；钳位单元(10)，其配置用于对所电压跟随模块的输出信号进行钳位。6.根据权利要求5所述的一种多通道隔离型直流电压采集电路，其特征在于：所述分压单元(1)包括包括依次串联的第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1和所述第二电阻R2均具有第一端和第二端，所述第一电阻R1的第一端为所述分压单元(1)的输入端，所述第一电阻R1的第二端与所述第二电阻R2的第一端连接，所述第一电阻R1的第一端配置用于连接多路开关模块的输入端。7.根据权利要求6所述的一种多通道隔离型直流电压采集电路，其特征在于：所述多路开关模块包括模拟开关S1，所述模拟开关S...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春强，贾磊，刘康，
申请(专利权)人：天津津航计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：