專利名稱：直流母線電壓隔離檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓檢測電路，具體地說，涉及一種開關(guān)磁阻電動機調(diào)速裝置及 變頻電機調(diào)速中主電路直流母線電壓的隔離檢測電路。
背景技術(shù)：
在開關(guān)磁阻電動機調(diào)速裝置中，功率逆變電路靠直流母線電壓供電。這是三相橋 式整流電源的輸出電壓，上面并聯(lián)有適當(dāng)?shù)臑V波電容。在交流電網(wǎng)合閘后，直流母線電壓先 經(jīng)限流電阻慢慢地上升，然后再把限流電阻短接。只有直流母線電壓已達(dá)到足夠大的數(shù)值， 才允許功率逆變電路工作。如果電動機處于發(fā)電狀態(tài)，直流母線電壓會進(jìn)一步上升，其值甚至大于三相電網(wǎng) 線電壓的峰值，結(jié)果使整流橋的二極管斷開。此后到了許可值時，就需接通專門的功率開 關(guān)，對電阻放電，或者把電能回饋到電網(wǎng)。直流母線電壓是個很重要的參數(shù)，必須及時的進(jìn)行檢測，而且在輸出信號與直流 母線間要可靠地隔離才能比較安全。關(guān)于直流母線電壓的隔離檢測，現(xiàn)有產(chǎn)品是用霍爾元件制作的，該產(chǎn)品內(nèi)部須有 匝數(shù)很多，導(dǎo)線很細(xì)的檢測線圈，繞制麻煩，而其輸入電流仍較大，檢測高電壓時需串聯(lián)大 功率的電阻，產(chǎn)品體積大，價格較高。比較簡便的檢測方案是用線性光耦，其原理如圖1所示。線性光耦輸出的兩個光 電二極管互相配對，受同一個發(fā)光二極管照射；在發(fā)光二極管中流過第一只運放的輸出電 流，一只光電二極管對運放作負(fù)反饋用，另一只光電二極管則作為第二只運放所構(gòu)成隔離 的放大器的輸入。除了直流母線側(cè)需用隔離的運放及輔助電源外，線性光耦方案還存在一大缺點， 就是輸出發(fā)光二極管中的電流很小，檢測直流母線電壓時抗干擾能力差，檢測誤差比較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決上述技術(shù)問題而設(shè)計的一種直流母線電壓隔離檢測電路。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種直流母線電壓隔離檢測電路，包括光耦合元件、單電源型雙運算放大器；兩只 光耦合元件BG1、BG2的輸出光電三極管串聯(lián)，連接點接于第一只運放Ul的同相或反相輸入 端，通過一個直流電源+E在低壓側(cè)供電；光耦合元件中一只為檢測光耦BG1，其發(fā)光二極管 串聯(lián)高壓電阻Rl后檢測直流母線電壓，另一只光耦合元件為反饋控制光耦BG2; —只運放 Ul的兩個輸入端接于由直流電源+E供電的等臂電阻R3、R4、R5、R6電橋的對角，運放Ul的 輸出串聯(lián)反饋光耦BGl的發(fā)光二極管；通過電阻R7把反饋光耦BGl的輸入電流轉(zhuǎn)換成電 壓，然后經(jīng)另一只運放U2作同相放大輸出。所述直流母線電壓隔離檢測電路，其檢測光耦BGl的發(fā)射極與反饋控制光耦BG2 的集電極相聯(lián)，連接到運放Ul的同相輸入端；檢測光耦BGl的集電極接+E電源正端；反饋
3控制光耦BG2的發(fā)射極接+E電源負(fù)端。所述直流母線電壓隔離檢測電路，其檢測光耦BGl的集電極與反饋控制光耦BG2 的發(fā)射極相聯(lián)，連接到運放Ul的反相輸入端；檢測光耦BGl的發(fā)射極接+E電源負(fù)端；反饋 控制光耦BG2的集電極接+E電源正端。所述直流母線電壓隔離檢測電路，其檢測光耦BGl和反饋控制光耦BG2的型號、規(guī) 格相同，且傳輸比配對；由高壓電阻Rl的阻值決定檢測量程，檢測光耦的發(fā)光二極管與光 電三極管間有較高耐壓值，反饋控制光耦BG2工作在輸入滿量程電壓時，且加有1/2直流供 電電壓的兩只光耦光電三極管中流出電流最多相差10%。所述直流母線電壓隔離檢測電路，其通過調(diào)節(jié)電阻R7的阻值和同相放大器U2的 放大倍數(shù)，可設(shè)定檢測電路滿量程的輸出電壓。所述直流母線電壓隔離檢測電路，其檢測光耦BGl的發(fā)光二極管上串聯(lián)電阻R2， 而在兩者串聯(lián)電路上并聯(lián)電容Cl，可濾去脈動電壓及毛刺；電容C2連接運放Ul輸出端與 反相輸入端，消除運放Ul上產(chǎn)生的寄生振蕩。本發(fā)明為一種直流母線電壓新的隔離檢測電路，主要器件是兩只以光電三極管作 輸出，傳輸比配對的光耦和一只單電源型雙運放。只靠一個直流電源在低壓側(cè)供電。電路 簡單，檢測精度和隔離效果良好，用于開關(guān)磁阻電動機及變頻電動機調(diào)速裝置。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供了一種檢測直流母線的新方法，電路簡單，成本 低，測量精度和隔離效果良好，可廣泛應(yīng)用于開關(guān)磁阻電動機及變頻電動機調(diào)速裝置，推廣 應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。


圖1為線性光耦方案檢測直流母線電壓的電路圖。圖2為本發(fā)明一種實施例直流母線電壓檢測電路圖。圖3本發(fā)明另一種實施例直流母線電壓檢測電路圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。如圖2和3所示一種直流母線電壓隔離檢測電路，包括光耦合元件、單電源型雙 運算放大器；兩只光耦合元件BG1、BG2的輸出光電三極管串聯(lián)，連接點接于第一只運放Ul 的同相或反相輸入端，通過一個直流電源+E在低壓側(cè)供電；光耦合元件中一只為檢測光耦 BG1，其發(fā)光二極管串聯(lián)高壓電阻Rl后檢測直流母線電壓，另一只光耦合元件為反饋控制 光耦BG2;—只運放Ul的兩個輸入端接于由直流電源+E供電的等臂電阻R3、R4、R5、R6電 橋的對角，運放Ul的輸出串聯(lián)反饋光耦BGl的發(fā)光二極管；通過電阻R7把反饋光耦BGl的 輸入電流轉(zhuǎn)換成電壓，然后經(jīng)另一只運放U2作同相放大輸出。所述直流母線電壓隔離檢測電路，其檢測光耦BGl的發(fā)射極與反饋控制光耦BG2 的集電極相聯(lián)，連接到運放Ul的同相輸入端；檢測光耦BGl的集電極接+E電源正端；反饋 控制光耦BG2的發(fā)射極接+E電源負(fù)端。所述直流母線電壓隔離檢測電路，其檢測光耦BGl的集電極與反饋控制光耦BG2 的發(fā)射極相聯(lián)，連接到運放Ul的反相輸入端；檢測光耦BGl的發(fā)射極接+E電源負(fù)端；反饋控制光耦BG2的集電極接+E電源正端。所述直流母線電壓隔離檢測電路，其檢測光耦BGl和反饋控制光耦BG2的型號、規(guī) 格相同，且傳輸比配對；由高壓電阻Rl的阻值決定檢測量程，檢測光耦的發(fā)光二極管與光 電三極管間有較高耐壓值，反饋控制光耦BG2工作在輸入滿量程電壓時，且加有1/2直流供 電電壓的兩只光耦光電三極管中流出電流最多相差10%。所述直流母線電壓隔離檢測電路，其通過調(diào)節(jié)電阻R7的阻值和同相放大器U2的 放大倍數(shù)，可設(shè)定檢測電路滿量程的輸出電壓。所述直流母線電壓隔離檢測電路，其檢測光耦BGl的發(fā)光二極管上串聯(lián)電阻R2， 而在兩者串聯(lián)電路上并聯(lián)電容Cl，可濾去脈動電壓及毛刺；電容C2連接運放Ul輸出端與 反相輸入端，消除運放Ul上產(chǎn)生的寄生振蕩。如圖2所示為優(yōu)先推薦的一種實施例。兩只光耦的輸出光電三極管串聯(lián)起來后， 連接點接于第一只運放的同相輸入端。本發(fā)明用了一只光耦作檢測，其發(fā)光二極管串聯(lián)高壓電阻檢測直流母線電壓，流 過發(fā)光二極管的電流不大，由高壓電阻阻值決定檢測的量程。高壓電阻實際上可以是一只 或由若干只串聯(lián)，電阻功率和耐壓都要有足夠裕量。檢測光耦BGl的發(fā)光二極管與光電三 極管之間應(yīng)有足夠耐壓裕量。本發(fā)明另一只光耦作反饋控制，反饋控制光耦BG2的型號、規(guī)格與檢測光耦一樣， 而且傳輸比要配對。在輸入滿量程電壓所對應(yīng)的電流時，加有1/2直流供電電壓的兩只光 耦光電三極管中流出電流最多相差10%。反饋光耦BGl的發(fā)光二極管串在第一只運放Ul的輸出中，在正常情況下，反饋光 耦BGl的輸出電流應(yīng)等于檢測光耦的輸出電流，因此反饋光耦和檢測光耦間輸入電流最多 也只相差10%。本發(fā)明檢測電路另一種實施例如圖3所示，兩只光耦的輸出光電三極管連接點接 于第一只運放的反相輸入端，兩種接法中反饋光耦都起負(fù)反饋控制作用。圖2和圖3電路中，用一只電阻把反饋光耦的輸入電流轉(zhuǎn)換成電壓，然后靠第二只 運放作同相放大并最終輸出。適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻值和同相放大倍數(shù)，就可調(diào)定檢測電路滿量程 的輸出電壓。圖中電阻值固定，而同相放大倍數(shù)則靠電位器來調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
一種直流母線電壓隔離檢測電路，包括光耦合元件、單電源型雙運算放大器；其特征在于兩只光耦合元件BG1、BG2的輸出光電三極管串聯(lián)，連接點接于第一只運放U1的同相或反相輸入端，通過一個直流電源+E在低壓側(cè)供電；光耦合元件中一只為檢測光耦BG1，其發(fā)光二極管串聯(lián)高壓電阻R1后檢測直流母線電壓，另一只光耦合元件為反饋控制光耦BG2；一只運放U1的兩個輸入端接于由直流電源+E供電的等臂電阻R3、R4、R5、R6電橋的對角，運放U1的輸出串聯(lián)反饋光耦BG1的發(fā)光二極管；通過電阻R7把反饋光耦BG1的輸入電流轉(zhuǎn)換成電壓，然后經(jīng)另一只運放U2作同相放大輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流母線電壓隔離檢測電路，其特征在于檢測光耦BGl的 發(fā)射極與反饋控制光耦BG2的集電極相聯(lián)，連接到運放Ul的同相輸入端；檢測光耦BGl的 集電極接+E電源正端；反饋控制光耦BG2的發(fā)射極接+E電源負(fù)端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流母線電壓隔離檢測電路，其特征在于檢測光耦BGl的 集電極與反饋控制光耦BG2的發(fā)射極相聯(lián)，連接到運放Ul的反相輸入端；檢測光耦BGl的 發(fā)射極接+E電源負(fù)端；反饋控制光耦BG2的集電極接+E電源正端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流母線電壓隔離檢測電路，其特征在于檢測光耦BGl和 反饋控制光耦BG2的型號、規(guī)格相同，且傳輸比配對；由高壓電阻Rl的阻值決定檢測量程， 檢測光耦的發(fā)光二極管與光電三極管間有較高耐壓值，反饋控制光耦BG2工作在輸入滿量 程電壓時，且加有1/2直流供電電壓的兩只光耦光電三極管中流出電流最多相差10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流母線電壓隔離檢測電路，其特征在于通過調(diào)節(jié)電阻R7 的阻值和同相放大器U2的放大倍數(shù)，可設(shè)定檢測電路滿量程的輸出電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流母線電壓隔離檢測電路，其特征在于檢測光耦BGl的 發(fā)光二極管上串聯(lián)電阻R2，而在兩者串聯(lián)電路上并聯(lián)電容Cl，可濾去脈動電壓及毛刺；電 容C2連接運放Ul輸出端與反相輸入端，消除運放Ul上產(chǎn)生的寄生振蕩。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種直流母線電壓隔離檢測電路，包括光耦合元件、單電源型雙運算放大器。兩只光耦合元件BG1、BG2的輸出光電三極管串聯(lián)，連接點接于第一只運放U1的同相或反相輸入端，通過一個直流電源+E在低壓側(cè)供電；光耦合元件中一只為檢測光耦BG1，其發(fā)光二極管串聯(lián)高壓電阻R1后檢測直流母線電壓，另一只光耦合元件為反饋控制光耦BG2；運放U1的兩個輸入端接于由直流電源供電的等臂電阻R3、R4、R5、R6電橋的對角，運放U1的輸出串聯(lián)反饋光耦的發(fā)光二極管；通過電阻R7把反饋光耦的輸入電流轉(zhuǎn)換成電壓，經(jīng)運放U2作同相放大輸出。本發(fā)明提供了一種檢測直流母線的新方法，其電路簡單，成本低，測量精度和隔離效果良好，推廣應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。
文檔編號G01R15/22GK101923111SQ20091030316
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日
發(fā)明者周海亮, 裘錦灼 申請人:北京中紡銳力機電有限公司