CN2938119Y - 一种光电耦合型交流电压隔离测量电路 - Google Patents

一种光电耦合型交流电压隔离测量电路 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种光电耦合型交流电压隔离测量电路，包括输入端的交流信号降压电阻R1、限幅保护二极管D，光电耦合器U1，输出端的滤波电容C，其特征在于：还包括由光电耦合器U2以及电阻R2、R3组成的信号反馈通道。用同样规格的另一只光电耦合器进行光电隔离信号负反馈，两只光电耦合器由于温度特性一样，所产生的温飘在很大程度上互相抵消，适当地加深负反馈，使温度的影响大大地降低，线性度有很大提高。电路简单可靠，成本低廉，尤其在需要隔离的交流电压测量中，比如双电源自动转换开关控制器等电路中非常有效而实用。

Description

一种光电耦合型交流电压隔离测量电路
技术领域
本实用新型涉及交流电压隔离测量电路的技术领域，特别涉及一种带有信号反馈通道的光电耦合型交流电压隔离测量电路。
背景技术
光电耦合器(以下简称光耦)在电子技术中越来越得到广泛的应用，这是由于它的特点如同变压器信号传输一样，在信号的传输时可实现前后的隔离。它的速度快，绝缘强度高，并且有变压器没有的直流信号传递功能，这一点使得它非常重要。光耦的体积小，成本低，在小信号传递电路中，在强弱电共存的机电一体化设备中，在带有嵌入式***的电器设备中，光耦在隔离测量和抗干扰方面发挥着重要的作用。尤其在数字量和开关量传递中，简单可靠，日臻成熟。但在模拟量传递中，由于光耦的半导体特性，易受环境温度的影响，造成一定的非线形误差和漂移，所以在使用中，有的使用温度补偿，也有配合运算放大器作非线形矫正，但一般的温度补偿精度差，有时反而增大了非线形误差，而应用运放不能有效解决光耦的温度漂移，而两者都兼顾的补偿，往往线路复杂，不但增大了成本，而且降低了可靠性。在高电压信号测量和处理中，运用光耦的隔离传输，又能简单地解决温度漂移和非线性校正，满足一定精度的要求，不啻是一种简单实用而性价比优良的方案。现有的光耦信号传递电路中，只有一个光电耦合器传递信号，如同一般的半导体器件，在使用中环境温度的变化使传递的信号产生漂移致使一般交流电压隔离测量产生较大的误差。
图1所示为现有一般光电耦合器隔离交流电压测量电路，由于没有光电隔离信号负反馈回路，所以随着温度的变化，光电耦合器出现温飘。
图2所示为现有一般为使具有较好的线性度而采用的运算放大器较正电路。光电耦合器所引起的温飘并没有改善，且交流侧多一路电源使电路相对复杂。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种带有负反馈通道的光电耦合型交流电压隔离测量电路，使得温度漂移问题和线性度得到很大改善，解决了现有的光电耦合器在信号传递过程中出现的温度漂移及线性度差的问题。
为了实现以上目的，本实用新型提供了一种光电耦合型交流电压隔离测量电路，包括输入端的交流信号降压电阻R1、限幅保护二极管D，光电耦合器U1，输出端的滤波电容C，其特征在于：还包括信号反馈通道，所述的信号反馈通道由光电耦合器U2以及电阻R2、R3组成。
输入信号经交流信号降压电阻R1及限幅保护二极管D与光电耦合器U1的输入端脚1、脚2连接，光电耦合器U1的脚1经反馈输入信号分流电阻R2与光电耦合器U2的脚4连接，光电耦合器U1的脚2与光电耦合器U2的脚3连接，光电耦合器U1的脚4接直流控制电源VCC，输出信号取样及信号反馈电阻R3连接于光电耦合器U1的脚3与光电耦合器U2的脚1之间，光电耦合器U2的脚2接地。
所述的光电耦合器U1和光电耦合器U2可以是一单元封装，也可以是双单元封装，根据电路需要也可以是多个单元封装。
所述的交流信号降压电阻R1可以是任何满足功耗及耐压要求的固定电阻或可变电阻，其阻值和功率根据交流电压的大小选定。当单一电阻在功耗和耐压方面达到要求时，可串联或并联多个电阻。
所述的限幅保护二极管D可以是任何一种满足电路电流及耐压要求的二极管。
所述的电阻R2、R3可以是固定电阻，也可以是可变电阻(电位器)，其阻值可根据电路需要，反馈深度需要而调整。
所述的滤波电容C可以是任何电容，可以是极性电容，也可以是无极性电容，其电容值根据电路需要和采样计算方法而选定。
本实用新型的有益效果为：用同样规格的另一只光电耦合器进行光电隔离信号负反馈，两只光电耦合器由于温度特性一样，所产生的温飘在很大程度上互相抵消，适当地加深负反馈，使得线性度有很大提高，温度的影响大大地降低。电路简单可靠，成本低廉，尤其在需要隔离的交流电压测量中，比如双电源自动转换开关控制器等电路中非常有效而实用。
附图说明
图1为现有一般光电耦合器做电压隔离测量电路的电路结构示意图。
图2为现有一般为使具有较好的线性度而采用的运算放大器较正电路的电路结构示意图。
图3为本实用新型的结构示意图。
图4为本实用新型的某一控制器三相交流电压信号采样实例电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
图3所示一种光电耦合型交流电压隔离测量电路，包括输入端的交流信号降压电阻R1、限幅保护二极管D，光电耦合器U1，输出端的滤波电容C，其特征在于：还包括信号反馈通道，所述的信号反馈通道由光电耦合器U2以及电阻R2、R3组成。
输入信号经交流信号降压电阻R1及限幅保护二极管D与光电耦合器U1的输入端脚1、脚2连接，电阻R2为反馈作用输入信号分流电阻，光电耦合器U1的脚1经电阻R2与光电耦合器U2的脚4连接，光电耦合器U1的脚2与光电耦合器U2的脚3连接，光电耦合器U1的脚4接直流控制电源VCC，电阻R3既为输出信号取样电阻，又为信号反馈电阻，连接于光电耦合器U1的脚3与光电耦合器U2的脚1之间，改变R2、R3的大小，即可改变反馈的深度，光电耦合器U2的脚2接地。
其中光电耦合器U1和光电耦合器U2可以是一单元封装，也可以是双单元封装，根据电路需要也可以是多个单元封装。交流信号降压电阻R1可以采用满压功耗和耐压要求的任何电阻，也可以多个电阻串联或并联，其阻值和功率根据交流电压大小和光电耦合器的输入端发光二极管工作电流而定。限幅保护二极管D起保护作用，保护光电耦合器的发光二极管和光敏三极管不被反向击穿，它可以是任何满足电路电流及耐压要求的二极管。电阻R2、R3可以是固定电阻，也可以是可变电阻(电位器)，其阻值可根据电路需要，反馈深度需要而选定。滤波电容C可以是任何电容，可以是无极性电容，也可以是电解电容，其电容值根据电路需要和采样计算方法而选定，其值大小根据需要而定，若需做相位比较，不宜过大。
本发明用同样规格的另一只光电耦合器进行光电隔离信号负反馈。两只光电耦合器由于温度特性一样，所产生的温飘在很大程度上互相抵消，适当地加深负反馈，使得线性度有很大提高，温度的影响大大地降低。
图4为某控制器的三相电压采样实例电路，电路采用光电耦合器隔离反馈。

Claims (6)

1、一种光电耦合型交流电压隔离测量电路，包括输入端的交流信号降压电阻(R1)、限幅保护二极管(D)，光电耦合器(U1)，输出端的滤波电容(C)，其特征在于：还包括信号反馈通道，所述的信号反馈通道由光电耦合器(U2)以及电阻(R2)、(R3)组成。
2、根据权利要求1所述的一种光电耦合型交流电压隔离测量电路，其特征在于：输入信号经交流信号降压电阻(R1)及限幅保护二极管(D)与光电耦合器(U1)的输入端脚(1)、脚(2)连接，光电耦合器(U1)的脚(1)经反馈输入信号分流电阻(R2)与光电耦合器(U2)的脚(4)连接，光电耦合器(U1)的脚(2)与光电耦合器(U2)的脚(3)连接，光电耦合器(U1)的脚(4)接直流控制电源(VCC)，输出信号取样及信号反馈电阻(R3)连接于光电耦合器(U1)的脚(3)与光电耦合器(U2)的脚(1)之间，光电耦合器(U2)的脚(2)接地。
3、根据权利要求1或2所述的一种光电耦合型交流电压隔离测量电路，其特征在于：所述的光电耦合器(U1)和光电耦合器(U2)是一单元封装或是双单元封装。
4、根据权利要求1或2所述的一种光电耦合型交流电压隔离测量电路，其特征在于：所述的交流信号降压电阻(R1)是固定电阻或可变电阻。
5、根据权利要求1或2所述的一种光电耦合型交流电压隔离测量电路，其特征在于：所述的电阻(R2)、(R3)是固定电阻或可变电阻。
6、根据权利要求1或2所述的一种光电耦合型交流电压隔离测量电路，其特征在于：所述的滤波电容(C)是无极性电容或极性电容。
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