[发明专利]一种脉冲发生电路、电压测量电路及其测量方法

说明书

技术领域

本发明属于电学中的电压测量领域，具体涉及一种脉冲发生电路、以及包含该脉冲发生电路的电压测量电路及其测量方法。

背景技术

在电学领域中，测量电压的电路有很多种。常用的电压测量电路有以下几种：

1.利用运算放大器电路进行电压测量，如图1所示。这种电路利用运算放大器虚短、虚断的原理测量待测电压，通过A/D采样的形式得到具体电压值。这种电路的缺点是结构复杂，耗能大，所产生的噪声更是不容忽视，为降低噪声，工程师往往需要设计一系列的噪声抑制电路，这就自然增加了产品的设计与生产成本，也降低了可靠性。

2.利用精密电阻分压法测量待测电压。根据电阻分压原理，通过测量电阻上的分压电压值反推待测电压值，这种测量电压的电路对分压用的电阻的阻值精度要求很高，只有在分压电阻阻值精度极高的情况下待测电压值才能被准确地测量，同时此电路也需要A/D转换芯片来采集电压值，增加了电路成本。

3.由555定时器和电阻器、电容器组成的无稳态多谐振荡器及衰减电阻等组成，作为电压-频率转换器，通过测量输出的脉冲频率达到测量输入电压的目的。可测量0～5V的直流电压。此电路可测量的电压范围太小，难以满足大电压测量的要求，且成本较高。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的之一在于提出一种具有测量精度高，结构简单，低功耗，低成本等优点的脉冲发生电路。

一种脉冲发生电路，该电路包括：

整流模块，用于将所获得的交流电转化为直流电；

储能与保护模块，用于存储电能并将直流电输出至脉冲发生与限流模块；

脉冲发生与限流模块，用于将直流电转化为脉冲信号，同时对直流电进行限流；

控制模块，用于产生控制MOS管导通、关断的控制信号，以中断三极管的二次击穿；和

脉冲输出模块，用于产生输出脉冲信号。

进一步地，经过所述脉冲输出模块输出的脉冲信号先经过光耦隔离，再产生脉冲信号输出。

进一步地，所述整流模块采用整流桥，通过电容器C将交流电施加于整流桥上，并通过整流桥将该交流电转化为直流电。

进一步地，所述储能与保护模块采用电容器C1，对电容器C1进行充电，并将该电容器上的电压直接作用于MOS管的漏极上，当三极管Q1发生二次击穿时，电容器C1电压迅速降低以保护三极管Q1。

进一步地，所述脉冲发生与限流模块包括：

MOS管，用于将直流电转化为脉冲信号；和

电阻器R3，用于对直流电进行限流。

进一步地，所述控制模块包括：

电压检测子模块，用于接收施加在三极管集电极上的电压VC作为该子模块的输入电压，对该输入电压进行检测并输出延时启动信号；

延时子模块，用于根据所接收的延时信号来进行延时处理，并使控制信号输出子模块启动；和

控制信号输出子模块，用于输出控制信号来中断三极管的二次击穿。

进一步地，所述电压检测子模块中预存有三极管的二次击穿电压，当检测到电压检测子模块的输入电压达到三极管的二次击穿电压时，便输出延时信号。

进一步地，所述脉冲输出模块包括三极管、与三极管的基极相连接的电阻器R1和与三极管的发射极相连的支路，该支路包括相互串联的电阻器R2和稳压管。

本发明的另一目的在于提出一种防止三极管在二次击穿过程中损坏的控制电路，该电路包括：

电压检测子模块，用于接收施加在三极管集电极上的电压作为该子模块的输入电压，对该输入电压进行检测并输出延时启动子模块信号；

延时子模块，用于根据所接收的延时信号来进行延时处理，并使控制信号输出子模块启动；和

控制信号输出子模块，用于输出控制信号来中断三极管的二次击穿。

进一步地，所述电压检测子模块中预置三极管的二次击穿电压值，当检测到电压检测子模块的输入电压达到三极管的二次击穿电压时，便启动延时子模块并通过控制信号输出子模块输出控制信号来中断三极管的二次击穿。

本发明的再一目的在于提出一种电压测量电路，该电路包括上面所述的脉冲发生电路和电压测量模块，所述电压测量模块与脉冲发生电路的输出级相连，通过脉冲发生电路的输出脉冲信号来获得输入电压信号的电压值。

进一步地，所述电压测量模块采用中央处理器，其中预存有输出脉冲信号与输入电压信号的对应关系，为：U＝K*t，

其中，U为脉冲间隔时间t所对应的电压值；K为斜率；t为脉冲间隔时间；