寬頻帶線性電壓隔離器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種寬頻帶線性電壓隔離器，由輸入電壓分壓/保護電路、差分輸入/功率放大電路和隔離/零飄補償電路依次連接組成。本實用新型采用了LA25-NP型霍爾元件作為隔直器件，輸入電壓經(jīng)過電阻分壓以后，大大增加了隔離可靠性，也保證了整個隔離器的線性度；隔離/零飄補償電路的零飄補償功能彌補了霍爾元件零飄不穩(wěn)的問題，使整個寬頻帶線性電壓隔離器操作更加簡單，且穩(wěn)定可靠；高精度運算放大器組成的差分輸入/功率放大電路減低了共模干擾，高精度功率放大器保證了電壓信號的線性度和輸出功率。
【專利說明】寬頻帶線性電壓隔離器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及焊接自動化測試領(lǐng)域，尤其涉及一種寬頻帶線性電壓隔離器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上所用的絕大多數(shù)焊機都是逆變焊機，輸出諧波分量比較大，直流焊機輸出的直流電壓不是純粹的直流，而是脈動直流，頻率可以從直流到80kHz，使用普通的直流電壓表，能測量的頻率范圍只有IKHz以下，所以會有頻率損失，影響測量的準確度。有些交流方波焊機輸出的波形也不是正弦波，而是方波，諧波含量也很高。使用45-65HZ的真有效值表測量也有測量誤差。目前已知的線性電壓隔離器，主要有霍爾電壓傳感器、隔離運放等方式組成。帶寬能達到IOOKHz以上的、線性度能達到0.2%以下的價格非常貴。
[0003]在電焊機測量使用中常遇到3000V的瞬時高壓，如果電壓表不加隔離會很容易被擊穿，尤其是在智能采樣系統(tǒng)中，如果不加隔離，則高電壓可能會危及到整個系統(tǒng)的安全。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種寬頻帶線性電壓隔離器。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0006]一種寬頻帶線性電壓隔離器，包括輸入電壓分壓/保護電路、差分輸入/功率放大電路和隔離/零飄補償電路，所述輸入電壓分壓/保護電路的輸入端為所述寬頻帶線性電壓隔離器的電壓輸入端，所述輸入電壓分壓/保護電路的輸出端與所述差分輸入/功率放大電路的輸入端連接，所述差分輸入/功率放大電路的輸出端與所述隔離/零飄補償電路的輸入端連接，所述隔離/零飄補償電路的輸出端為所述寬頻帶線性電壓隔離器的電壓輸出端。
[0007]具體地，所述輸入電壓分壓/保護電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、熱敏電阻和壓敏電阻，所述寬頻帶線性電壓隔離器的第一電壓輸入端與所述熱敏電阻的第一端連接，所述熱敏電阻的第二端分別與所述第一電阻的第一端和所述壓敏電阻的第一端連接，所述壓敏電阻的第二端連接所述第三電阻的第一端、所述寬頻帶線性電壓隔離器的第二電壓輸入端和所述輸入電壓分壓/保護電路的第一輸出端，所述第三電阻的第二端分別與所述第二電阻的第一端和所述輸入電壓分壓/保護電路的第二輸出端連接，所述第二電阻的第二端分別與所述第一電阻的第二端和所述輸入電壓分壓/保護電路的第三輸出端連接。
[0008]具體地，所述差分輸入/功率放大電路包括高精度運算放大器、高精度功率放大器、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻和第九電阻，第一電源分別為所述高精度運算放大器和所述高精度功率放大器供電，所述輸入電壓分壓/保護電路的第三輸出端與所述第四電阻的第一端連接，所述輸入電壓分壓/保護電路的第二輸出端與所述第五電阻的第一端連接，所述輸入電壓分壓/保護電路的第一輸出端與所述第九電阻的第一端和所述差分輸入/功率放大電路的第一輸出端連接后再接第一公共端，所述第四電阻的第二端分別與所述第六電阻的第一端和所述高精度運算放大器的第一輸入端連接，所述第五電阻的第二端與所述高精度運算放大器的第二輸入端連接，所述第六電阻的第二端分別與所述第七電阻的第一端和所述高精度運算放大器的輸出端連接，所述第七電阻的第二端分別與所述第八電阻的第一端和所述高精度功率放大器的第一輸入端連接，所述第九電阻的第二端與所述高精度功率放大器的第二輸入端連接，所述第八電阻的第二端與所述高精度功率放大器的輸出端和所述差分輸入/功率放大電路的第二輸出端連接。
[0009]高精度運算放大器組成的差分輸入/功率放大電路減低了共模干擾，高精度功率放大器保證了電壓信號的線性度和輸出功率。
[0010]具體地，所述隔離/零飄補償電路包括LA25-NP型霍爾元件、電位器、第十電阻、第十一電阻和第十二電阻，所述LA25-NP型霍爾元件的公共端與所述差分輸入/功率放大電路的第一輸出端連接，所述LA25-NP型霍爾元件的輸入端與所述差分輸入/功率放大電路的第二輸出端連接，所述LA25-NP型霍爾元件的信號輸出端分別與所述電位器的滑動端、所述第十電阻的第一端、寬頻帶線性電壓隔離器的第一電壓輸出端連接，所述第十電阻的第二端與所述寬頻帶線性電壓隔離器的第二電壓輸出端連接到第二公共端，所述電位器的第一端與所述第十一電阻的第一端連接，所述第十一電阻的第二端和霍爾元件的電源正極接第二電源的正極，所述電位器的第二端與所述第十二電阻的第二端連接，所述第十二電阻的第二端和霍爾元件的電源負極接第二電源的負極。
[0011]采用了線性度0.2%、總準確度為0.5%的LA25-NP型霍爾元件作為隔直器件，該霍爾元件隔離電壓可達到2500VRSM，輸入電壓經(jīng)過電阻分壓以后，當輸入電壓為3000V時，經(jīng)過分壓后的電壓只有60伏左右，大大增加了隔離可靠性，也保證了整個隔離器的線性度；隔離/零飄補償電路的零飄補償功能彌補了霍爾元件零飄不穩(wěn)的問題，使整個寬頻帶線性電壓隔離器操作更加簡單，且穩(wěn)定可靠。
[0012]本實用新型的有益效果在于:
[0013]本實用新型寬頻帶線性電壓隔離器，采用了 LA25-NP型霍爾元件作為隔直器件，輸入電壓經(jīng)過電阻分壓以后，當輸入電壓為3000V時，經(jīng)過分壓后的電壓只有60伏左右，大大增加了隔離可靠性，也保證了整個隔離器的線性度；隔離/零飄補償電路的零飄補償功能彌補了霍爾元件零飄不穩(wěn)的問題，使整個寬頻帶線性電壓隔離器操作更加簡單，且穩(wěn)定可靠；高精度運算放大器組成的差分輸入/功率放大電路減低了共模干擾，高精度功率放大器保證了電壓信號的線性度和輸出功率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型寬頻帶線性電壓隔離器的電路圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0016]如圖1所示，本實用新型一種寬頻帶線性電壓隔離器，包括輸入電壓分壓/保護電路、差分輸入/功率放大電路和隔離/零飄補償電路，輸入電壓分壓/保護電路的輸入端為寬頻帶線性電壓隔離器的電壓輸入端，輸入電壓分壓/保護電路的輸出端與差分輸入/功率放大電路的輸入端連接，差分輸入/功率放大電路的輸出端與隔離/零飄補償電路的輸入端連接，隔離/零飄補償電路的輸出端為寬頻帶線性電壓隔離器的電壓輸出端。
[0017]輸入電壓分壓/保護電路包括第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、壓敏電阻RV和熱敏電阻Rt，寬頻帶線性電壓隔離器的第一電壓輸入端與熱敏電阻Rt的第一端連接，熱敏電阻Rt的第二端分別與第一電阻Rl的第一端和壓敏電阻RV的第一端連接，壓敏電阻RV的第二端連接第三電阻R3的第一端、寬頻帶線性電壓隔離器的第二電壓輸入端和輸入電壓分壓/保護電路的第一輸出端，第三電阻R3的第二端分別與第二電阻R2的第一端和輸入電壓分壓/保護電路的第二輸出端連接，第二電阻R2的第二端分別與第一電阻Rl的第二端和輸入電壓分壓/保護電路的第三輸出端連接。
[0018]差分輸入/功率放大電路包括高精度運算放大器IC1、高精度功率放大器IC2、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8和第九電阻R9，第一電源分別為高精度運算放大器ICl和高精度功率放大器IC2供電，輸入電壓分壓/保護電路的第三輸出端與第四電阻R4的第一端連接，輸入電壓分壓/保護電路的第二輸出端與第五電阻R5的第一端連接，輸入電壓分壓/保護電路的第一輸出端與第九電阻R9的第一端和差分輸入/功率放大電路的第一輸出端連接后再接第一公共端，第四電阻R4的第二端分別與第六電阻R6的第一端和高精度運算放大器ICl的第一輸入端連接，第五電阻R5的第二端與高精度運算放大器ICl的第二輸入端連接，第六電阻R6的第二端分別與第七電阻R7的第一端和高精度運算放大器ICl的輸出端連接，第七電阻R7的第二端分別與第八電阻R8的第一端和高精度功率放大器IC2的第一輸入端連接，第九電阻R9的第二端與高精度功率放大器IC2的第二輸入端連接，第八電阻R8的第二端與高精度功率放大器IC2的輸出端和差分輸入/功率放大電路的第二輸出端連接。
[0019]隔離/零飄補償電路包括LA25-NP型霍爾元件IC3、電位器RP、第十電阻R10、第十一電阻Rll和第十二電阻 R12，LA25-NP型霍爾元件的公共端與差分輸入/功率放大電路的第一輸出端連接，LA25-NP型霍爾兀件的輸入端與差分輸入/功率放大電路的第二輸出端連接，LA25-NP型霍爾元件的信號輸出端分別與電位器RPl的滑動端、第十電阻RlO的第一端、寬頻帶線性電壓隔離器的第一電壓輸出端連接，第十電阻RlO的第二端與寬頻帶線性電壓隔離器的第二電壓輸出端連接到第二公共端COM2，電位器RPl的第一端與第十一電阻Rll的第一端連接，第十一電阻Rll的第二端和霍爾元件的電源正極接第二電源的正極VCC2+,電位器RPl的第二端與第十二電阻R12的第二端連接，第十二電阻R12的第二端和霍爾元件的電源負極接第二電源的負極VCC2-。
[0020]本實用新型的工作原理:
[0021]被測電壓經(jīng)過分壓電路降壓后，通過差分電路、功放電路及無感精密電阻將分壓后的電壓信號轉(zhuǎn)化成線性電流信號，再通過霍爾元件將線性電流型號轉(zhuǎn)化成隔離的電壓信號輸出。零飄補償電路將補償霍爾元件在零輸入電壓型號時的零點漂移，保證被測低值輸入電壓信號轉(zhuǎn)換時的線性度。
[0022]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種寬頻帶線性電壓隔離器，其特征在于:包括輸入電壓分壓/保護電路、差分輸入/功率放大電路和隔離/零飄補償電路，所述輸入電壓分壓/保護電路的輸入端為所述寬頻帶線性電壓隔離器的電壓輸入端，所述輸入電壓分壓/保護電路的輸出端與所述差分輸入/功率放大電路的輸入端連接，所述差分輸入/功率放大電路的輸出端與所述隔離/零飄補償電路的輸入端連接，所述隔離/零飄補償電路的輸出端為所述寬頻帶線性電壓隔離器的電壓輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻帶線性電壓隔離器，其特征在于:所述輸入電壓分壓/保護電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、熱敏電阻和壓敏電阻，所述寬頻帶線性電壓隔離器的第一電壓輸入端與所述熱敏電阻的第一端連接，所述熱敏電阻的第二端分別與所述第一電阻的第一端和所述壓敏電阻的第一端連接，所述壓敏電阻的第二端連接所述第三電阻的第一端、所述寬頻帶線性電壓隔離器的第二電壓輸入端和所述輸入電壓分壓/保護電路的第一輸出端，所述第三電阻的第二端分別與所述第二電阻的第一端和所述輸入電壓分壓/保護電路的第二輸出端連接，所述第二電阻的第二端分別與所述第一電阻的第二端和所述輸入電壓分壓/保護電路的第三輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的寬頻帶線性電壓隔離器，其特征在于:所述差分輸入/功率放大電路包括高精度運算放大器、高精度功率放大器、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻和第九電阻，第一電源分別為所述高精度運算放大器和所述高精度功率放大器供電，所述輸入電壓分壓/保護電路的第三輸出端與所述第四電阻的第一端連接，所述輸入電壓分壓/保護電路的第二輸出端與所述第五電阻的第一端連接，所述輸入電壓分壓/保護電路的第一輸出端與所述第九電阻的第一端和所述差分輸入/功率放大電路的第一輸出端連接后再接第一公共端，所述第四電阻的第二端分別與所述第六電阻的第一端和所述高精度運算放大器的第一輸入端連接，所述第五電阻的第二端與所述高精度運算放大器的第二輸入端連接，所述第六電阻的第二端分別與所述第七電阻的第一端和所述高精度運算放大器的輸出端連 接，所述第七電阻的第二端分別與所述第八電阻的第一端和所述高精度功率放大器的第一輸入端連接，所述第九電阻的第二端與所述高精度功率放大器的第二輸入端連接，所述第八電阻的第二端與所述高精度功率放大器的輸出端和所述差分輸入/功率放大電路的第二輸出端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬頻帶線性電壓隔離器，其特征在于:所述隔離/零飄補償電路包括LA25-NP型霍爾元件、電位器、第十電阻、第十一電阻和第十二電阻，所述LA25-NP型霍爾元件的公共端與所述差分輸入/功率放大電路的第一輸出端連接，所述LA25-NP型霍爾元件的輸入端與所述差分輸入/功率放大電路的第二輸出端連接，所述LA25-NP型霍爾元件的信號輸出端分別與所述電位器的滑動端、所述第十電阻的第一端、寬頻帶線性電壓隔離器的第一電壓輸出端連接，所述第十電阻的第二端與所述寬頻帶線性電壓隔離器的第二電壓輸出端連接到第二公共端，所述電位器的第一端與所述第十一電阻的第一端連接，所述第十一電阻的第二端和霍爾元件的電源正極接第二電源的正極，所述電位器的第二端與所述第十二電阻的第二端連接，所述第十二電阻的第二端和霍爾元件的電源負極接第二電源的負極。
【文檔編號】G01R15/14GK203745514SQ201420120479
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】蘇東, 楊慶軒, 陳凱 申請人:成都三方電氣有限公司