CN209417136U - 一种测量瞬态电压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种测量瞬态电压电路，该电路包括比例分压电路、电压保持电路、输出显示模块，比例分压电路接收瞬态电压信号，并基于所接收的瞬态电压信号产生多个输出电压，电压保持电路接收多个输出电压，电压保持电路基于多个输出电压产生一显示信号，电压保持电路输出显示信号至输出显示模块。本实用新型的测量电路采用简单的电阻电容比例分压、电容储能的原理，较好地解决了现场设备瞬态电压的测量问题，保证了击穿保险器智能分析***的准确性、操作性。

Description

一种测量瞬态电压电路

【技术领域】

本实用新型涉及电力测试技术领域，具体的，涉及一种测量瞬态电压电路。

【背景技术】

目前，在很多电力测试设备中，都需要对瞬态电压进行精确的测量，例如，对击穿保险器的智能分析，就需要很准确的测试保险器击穿放电电压、击穿电流等重要参数。

然而，通常的瞬态电压测量装置或者使用示波器设备判读，虽然直观但设备复杂、操作不便，或者使用专业高速采样芯片电路测量，但也存在线路繁复、造价高、测试时间长的缺点。

【实用新型内容】

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种测量瞬态电压电路，该电路采用简单的电阻电容比例分压、电容储能的原理，较好地解决了现场设备瞬态电压的测量问题，保证了击穿保险器智能分析***的准确性、操作性。

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种测量瞬态电压电路，其包括比例分压电路、电压保持电路、输出显示模块，所述比例分压电路接收瞬态电压信号，并基于所接收的所述瞬态电压信号产生多个输出电压，所述电压保持电路接收多个所述输出电压，所述电压保持电路基于多个所述输出电压产生一显示信号，所述电压保持电路输出所述显示信号至所述输出显示模块；所述比例分压电路包括依次串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻，所述比例分压电路还包括依次串联的第一电容、第二电容、第三电容、第四电容，所述第一电阻与所述第一电容并联，所述第二电阻与所述第二电容并联，所述第三电阻与所述第三电容并联，所述第四电阻与所述第四电容并联。

进一步的方案是，所述电压保持电路包括电压输入端、采样保持器以及电压比较器，所述电压比较器的同相输入端、所述采样保持器的第三引脚分别与所述电压输入端电连接，所述采样保持器的第八引脚与所述电压比较器的输出端电连接，所述电压比较器的反相输入端、所述采样保持器的第五引脚分别与所述输出显示模块的输入端电连接。

更进一步的方案是，所述电压保持电路还包括上拉电阻、开关管，所述上拉电阻的第一端与所述电压比较器的输出端电连接，所述开关管的集电极与所述采样保持器的第六引脚电连接，所述开关管的发射极与所述电压比较器的输出端电连接。

更进一步的方案是，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻的阻值分别为20M、10M、1M和500K。

更进一步的方案是，所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容、所述第四电容的容值分别为100PF、1000PF、0.1uF和1uF。

更进一步的方案是，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻均采用大功率金属膜电阻；所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容、所述第四电容均采用高压瓷片电容。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

当瞬态高压加到由电阻和电容构成的RC网络时，电容和电阻按阶梯比例进行分压，原则是储能作用更大的电容并联的电阻值更小，这样当峰值瞬态电压过后，其值就按比例分配在四个电容上并储存，并按照瞬态时间越短，越小的电容就储存越多，瞬态时间越长，越大的电容就储存越多的规律，通过电压保持电路分别记录电容两端电压，并得到最高瞬态电压。当然，当测量结束后，电阻还可以起到帮助电容放电的作用以便重新测量。

所以，该测量电路线路简洁，工作可靠，无源，易于和各种电压测量设备测试端配接；既可以测量一过性的瞬态电压，也可以测量累积的瞬态电压，保证了击穿保险器智能分析***的准确性、操作性；高阻抗特性不影响高压发生装置的输出特性，保证了高压测试数值和波形的完整；该电路具有脱离待测高压能够自动保持，便于测试分析的特点。

【附图说明】

图1是本实用新型一种测量瞬态电压电路实施例的电路原理图。

图2是本实用新型一种测量瞬态电压电路实施例中电压保持电路的电路原理图。

【具体实施方式】

为了使实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不限用于本实用新型。

参见图1，本实用新型的一种测量瞬态电压电路包括比例分压电路10、电压保持电路20、输出显示模块30，比例分压电路10接收电力测试设备1的瞬态电压信号，并基于所接收的瞬态电压信号产生多个输出电压，电压保持电路20接收多个输出电压，电压保持电路20基于多个输出电压产生一显示信号，电压保持电路20输出显示信号至输出显示模块30。

具体地，比例分压电路10包括依次串联的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，比例分压电路还包括依次串联的电容C1、电容C2、电容C3、电容C4，电阻R1与电容C1并联，并且电阻R1与电容C1并联后串接于电力测试设备1和击穿保险器2之间，电阻R2与电容C2并联，电阻R3与第电容C3并联，电阻R4与电容C4并联。其中，电容C1两端的电压为电压V1，电容C2两端的电压为电压V2，电容C3两端的电压为电压V3，电容C4两端的电压为电压V4。

参见图2，电压保持电路20包括电压输入端、采样保持器U1以及电压比较器IC1，电压比较器IC1的同相输入端、采样保持器U1的第三引脚分别与电压输入端电连接，采样保持器U1的第八引脚与电压比较器IC1的输出端电连接，电压比较器IC1的反相输入端、采样保持器U1的第五引脚分别与输出显示模块30的输入端电连接。优选的，采样保持器U1为采样保持器芯片LF398，电压比较器IC1为电压比较器LM311。

在本实施例中，电压保持电路20还包括上拉电阻R5、开关管Q1、采样电容C5，上拉电阻R5的第一端与电压比较器IC1的输出端电连接，开关管Q1的集电极与采样保持器U1的第六引脚电连接，开关管Q1的发射极与电压比较器IC1的输出端电连接。

具体地，电压保持电路20由一片采样保持器芯片LF398和一块电压比较器LM311构成，采样保持器芯片LF398的输出电压和输入电压通过电压比较器LM311进行比较，当输入电压V1、电压V2、电压V3、电压V4大于输出电压时，电压比较器LM311输出高电平，并且传送到采样保持器芯片LF398的逻辑控制端，即第八引脚，使采样保持器芯片LF398处于采样状态；当输出电压达到峰值而下降时，电压V1、电压V2、电压V3、电压V4小于输出电压，电压比较器LM311输出低电平，采样保持器芯片LF398的逻辑控制端置低电平，使采样保持器芯片LF398处于保持状态。

由于电压比较器LM311采用集电极开路输出，故需接上拉电阻R5；由于采样保持器芯片LF398的输出端送来的脉冲控制电路开关管Q1的导通，没有过电时采样电容C5放电，否则，采样电容C5一直跟踪峰值的变化。

优选的，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4的阻值分别为20M、10M、1M和500K，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4的容值分别为100PF、1000PF、0.1uF和1uF。其中，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4均采用大功率金属膜电阻，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4均采用高压瓷片电容。

当然，作为优化，还可以改变电容及电阻的取值和耐压，以适应更宽范围的瞬态电压测量范围；作为优化，RC网络可以采用超过四级的阶梯，以适应更宽范围的瞬态时间测量范围；作为优化，电压保持电路还可增加求和电路，实现最高瞬态电压的自动计算。

由此可见，当瞬态高压加到由电阻和电容构成的RC网络时，电容和电阻按阶梯比例进行分压，原则是储能作用更大的电容并联的电阻值更小，这样当峰值瞬态电压过后，其值就按比例分配在四个电容上并储存，并按照瞬态时间越短，越小的电容(容抗高)就储存越多，瞬态时间越长，越大的电容(容抗低)就储存越多的规律，通过电压保持电路20分别记录电容两端电压，并得到最高瞬态电压。当然，当测量结束后，电阻还可以起到帮助电容放电的作用以便重新测量。

所以，该测量电路线路简洁，工作可靠，无源，易于和各种电压测量设备测试端配接；既可以测量一过性的瞬态电压，也可以测量累积的瞬态电压，保证了击穿保险器2智能分析***的准确性、操作性；高阻抗特性不影响高压发生装置的输出特性，保证了高压测试数值和波形的完整；该电路具有脱离待测高压能够自动保持，便于测试分析的特点。

需要说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，但实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型做出的非实质性修改，也均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种测量瞬态电压电路，其特征在于，包括：

比例分压电路、电压保持电路、输出显示模块，所述比例分压电路接收瞬态电压信号，并基于所接收的所述瞬态电压信号产生多个输出电压，所述电压保持电路接收多个所述输出电压，所述电压保持电路基于多个所述输出电压产生一显示信号，所述电压保持电路输出所述显示信号至所述输出显示模块；

所述比例分压电路包括依次串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻，所述比例分压电路还包括依次串联的第一电容、第二电容、第三电容、第四电容，所述第一电阻与所述第一电容并联，所述第二电阻与所述第二电容并联，所述第三电阻与所述第三电容并联，所述第四电阻与所述第四电容并联。

2.根据权利要求1所述的一种测量瞬态电压电路，其特征在于：

所述电压保持电路包括电压输入端、采样保持器以及电压比较器，所述电压比较器的同相输入端、所述采样保持器的第三引脚分别与所述电压输入端电连接，所述采样保持器的第八引脚与所述电压比较器的输出端电连接，所述电压比较器的反相输入端、所述采样保持器的第五引脚分别与所述输出显示模块的输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的一种测量瞬态电压电路，其特征在于：

所述电压保持电路还包括上拉电阻、开关管，所述上拉电阻的第一端与所述电压比较器的输出端电连接，所述开关管的集电极与所述采样保持器的第六引脚电连接，所述开关管的发射极与所述电压比较器的输出端电连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种测量瞬态电压电路，其特征在于：

所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻的阻值分别为20M、10M、1M和500K。

5.根据权利要求4所述的一种测量瞬态电压电路，其特征在于：

所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容、所述第四电容的容值分别为100PF、1000PF、0.1uF和1uF。

6.根据权利要求5所述的一种测量瞬态电压电路，其特征在于：

所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻均采用大功率金属膜电阻；所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容、所述第四电容均采用高压瓷片电容。