CN104049131A - 一种有源高压电子变压器 - Google Patents

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张家鹏
江维
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Abstract

一种有源高压电子变压器，涉及变压器技术领域，包括精密稳压电源、高压取样电路、信号处理电路、精密放大电路和信号输出电路，所述精密稳压电源为高压取样电路、精密放大电路和信号输出电路提供电源，所述高压取样电路采样高压变换，并将采用信号经精密放大电路送到下级信号处理电路，经信号处理电路处理后将信号输送至信号输出电路进行输出；本发明结构简单，设计合理，可用于各种高压信号的采样，采样频段宽，提高了采样精度，输出信号为电压和电流双输出，适用于各种高电压控制电路接口。

Description

一种有源高压电子变压器
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种有源高压电子变压器。
背景技术
有源高压电子变压器用于高压信号采样。现有的高压采样有两种方式，交流信号采用变压器变压采样，直流信号采用电阻分压采样。变压器变压采样在电压频率较高时变压器铁心容易饱和，造成采样波形畸变，信号失真，给后级控制电路提供错误信号，严重时会损坏***，并且输出电压信号固定不可调整，不能用于交直流混合信号的采样。直流电压采样，采用非隔离电阻分压，信号不可调，若使用的电阻耐压等级不足时，容易损坏电阻，造成不必要的损失，其输出信号只能用于差分输入的采样电路。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种采样频段宽，采样精度高的有源高压电子变压器。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种有源高压电子变压器，包括精密稳压电源、高压取样电路、信号处理电路、精密放大电路和信号输出电路，所述精密稳压电源为信号处理电路、高压取样电路、精密放大电路和信号输出电路提供电源，所述高压取样电路采样高压变换，并将采用信号经精密放大电路送到下级信号处理电路，经信号处理电路处理后将信号输送至信号输出电路进行输出；
所述精密稳压电源采用三端稳压器LM7815和LM7915双电源供电，为采样运算提供稳定可靠的供电***；
所述高压采样电路包括串联在一起的第一高压电阻V1、第一取样电阻R2、第二取样电阻R3、第六取样电阻R6、第八取样电阻R8和第二高压电阻V2，所述第一高压电阻V1和第二高压电阻V2之间并联有第二电容C2，采用高压大阻值V1和V2串联分压，使得电压主要工作在大阻值高压电阻上，一方面保证信号的实时跟踪，另一方面避免了后级运放的输入饱和，取样电阻用高精密1％，13.7K电阻取样，配合高频滤波电容采样高压信号；
所述精密放大电路采用INA103精密放大器，所述精密放大器上连接有调偏置可调电位器P1和增益调制电位器P2，其中P1是调偏置可调电位器，用于校准***的偏置，P2是增益调制电位器，其增益放大倍数为：G＝1+6K÷P2，此放大器输入范围宽，增益和偏置可调；
所述信号处理电路采用低漂移OP249差分放大器输入，接收精密放大电路信号，进行运算处理、波形跟踪，
所述信号输出电路设有两路，信号输出电路采用低漂移双运算放大器LF347。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，设计合理，可用于各种高压信号的采样，采样频段宽，提高了采样精度，输出信号为电压和电流双输出，适用于各种高电压控制电路接口。
附图说明
图1为本发明原理框图；
图2为本发明高压采样电路图
图3为本发明精密放大电路图；
图4为本发明信号处理电路图；
图5为本发明信号输出电路图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种有源高压电子变压器，包括精密稳压电源5、高压取样电路1、信号处理电路3、精密放大电路2和信号输出电路4，精密稳压电源5为高压取样电路1、信号处理电路3、精密放大电路2和信号输出电路4提供电源，高压取样电路1采样高压变换，并将采用信号经精密放大电路2送到下级信号处理电路3，经信号处理电路3处理后将信号输送至信号输出电路4进行输出；精密稳压电源5采用三端稳压器LM7815和LM7915双电源供电，为采样运算提供稳定可靠的供电***；
如图2所示，高压采样电路1包括串联在一起的第一高压电阻V1、第一取样电阻R2、第二取样电阻R3、第六取样电阻R6、第八取样电阻R8和第二高压电阻V2，所述第一高压电阻V1和第二高压电阻V2之间并联有第二电容C2，采用高压大阻值V1和V2串联分压，使得电压主要工作在大阻值高压电阻上，一方面保证信号的实时跟踪，另一方面避免了后级运放的输入饱和，取样电阻用高精密1％，13.7K电阻取样，配合高频滤波电容采样高压信号；
如图3所示，精密放大电路2采用INA103精密放大器，所述精密放大器上连接有调偏置可调电位器P1和增益调制电位器P2，其中P1是调偏置可调电位器，用于校准***的偏置，P2是增益调制电位器，其增益放大倍数为：G＝1+6K÷P2，此放大器输入范围宽，增益和偏置可调；
如图4所示，信号处理电路3采用低漂移OP249差分放大器输入，接收精密放大电路信号，进行运算处理、波形跟踪，信号输出电路设有两路，信号输出电路采用低漂移双运算放大器LF347。
如图5所示，信号输出电路4采用低漂移双运算放大器LF347，其中U1A是电压输出，电阻R9，调位电阻器P2是电流输出。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种有源高压电子变压器，其特征在于：包括精密稳压电源、高压取样电路、信号处理电路、精密放大电路和信号输出电路，所述精密稳压电源为信号处理电路、高压取样电路、精密放大电路和信号输出电路提供电源，所述高压取样电路采样高压变换，并将采用信号经精密放大电路送到下级信号处理电路，经信号处理电路处理后将信号输送至信号输出电路进行输出；
所述高压采样电路包括串联在一起的第一高压电阻(V1)、第一取样电阻(R2)、第二取样电阻(R3)、第六取样电阻(R6)、第八取样电阻(R8)和第二高压电阻(V2)，所述第一高压电阻(V1)和第二高压电阻(V2)之间并联有第二电容(C2)。
2.根据权利要求1所述的一种有源高压电子变压器，其特征在于：所述精密放大电路采用INA103精密放大器，所述精密放大器上连接有调偏置可调电位器(P1)和增益调制电位器(P2)。
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