一种高压隔离直流电压电流变送器

2018-10-12 17:25:33 来源:elecfans
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今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种高压隔离直流电压电流变送器。该专利由南京国电南自轨道交通工程有限公司申请,并于2016年1月4日获得授权公告。

 

内容说明

本发明涉及诸如地铁、轻轨的高压直流系统的电压、电流的测量装置,尤其涉及一种高压隔离直流电压电流变送器。


发明背景

随着地铁、轻轨等轨道交通的发展,直流系统的应用越来越广泛,由此带来直流电压和电流的测量问题。直流模拟信号通过线性光耦隔离时,成本比较高,同时隔离电压有限,不能满足安全要求。如CN201928261U一种用于隔离模拟信号的电路中,线性三角波是通过555电路生成锯齿波的方法,锯齿波是通过对方波的滤波实现的,由于电容的充放电特性的存在,会导致产生的锯齿波不是线性的,这将导致后续的PWM的占空比也不是线性的,从而为系统引入误差。PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过占空比的调整,对一个具体模拟信号的电平进行编码。只要频宽足够,任何模拟信号都可以使用PWM进行编码。特别适用在直流电压转换方面,可通过调整占空比来控制输出电压的大小。PWM信号是完全的数字信号,可以方便地实现信号的隔离。但是在PWM编码及PWM转直流电压的电路中,其PWM的占空比及其输出电压对应的数值,通常呈现非线性的状态,而此非线性的状态,将导致PWM在工作时的精度下降。

 

发明内容

针对现有技术中存在的问题,本发明的目的是提供一种高压隔离直流电压电流变送器。

 

本发明的技术方案为:一种高压隔离直流电压电流变送器,包括变送器主体和信号处理电路,所述信号处理电路由固定频率脉冲生成电路、线性三角波生成电路采样信号调制放大电路、光电隔离电路、DAC转换电路及V/I转换电路。所述固定频率脉冲生成电路与线性三角波生成电路相连;所述三角波生成电路和采样信号调制放大电路分别与比较器相连,形成PWM波;PWM波与光电隔离电路相连;光电隔离电路通过施密特触发器与DAC转换电路相连;DAC转换电路的一路电压输出与V/I转换电路相连接。

 

 

上述的高压隔离直流电压电流变送器,其进一步特征在于:所述线性三角波生成电路,是在生成的固定频率方波的基础上,利用恒流源,控制电容充电速度,在充电后期,在固定频率方波的作用下,快速放电,从而实现的。

 

再进一步特征在于:所述DAC转换电路是双路PWM输入的DAC芯片,实现PWM到1-5V电压输出和4-20mA的电流输出。

 

本发明实现了采样的±60mV的采样信号,转换成1-5V或4-20mA的标准控制信号,根据隔离等级和要求选择对应的隔离光耦和电源,最高可实现10KV的隔离。同时减小了信号输出的延时,减少系统的误差,使测量结果更准确。

 
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