[实用新型]一种带隔离的模拟电压采集电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种带隔离的信号采集电路。 

背景技术

在用电信息采集终端功能系统中，经常要用到对电压和电流的模拟量采集，为了减少环境噪声对测试电路的影响，确保测量结果的准确性，往往将被测电路与测试电路在电气上进行隔离。现有技术直流模拟采集电路一般由一个I/V转换器和一片MCU组成，此电路虽然简单，但与其它电气非隔离，在外界引入EMC干扰时会影响终端其它部分性能。所以必须采用隔离，这就需要光电耦合器，普通光电耦合器具有非线性电流传输特性，这对于数字量和开关量的传输不成问题，但对于模拟量的传输精度则很差。 

发明内容

为了克服现有技术中的上述不足，本实用新型提供一种测量精度高、线性度好的带隔离的模拟电压采集电路。 

本实用新型解决其技术问题的技术方案是： 

一种带隔离的模拟电压采集电路，包括将高压信号进行分压的分压电路，所述的分压电路连接一运放U1，所述的运放U1的输出端连接一光耦隔离芯片HCNR201，所述的光耦隔离芯片HCNR201的反馈输出端连接所述运放U1的反向输入端，所述光耦隔离芯片HCNR201的输出端连接一运放U2，所述的运放U2的输出端连接MCU的A/D检测端。 

作为优选，运放U1和运放U2均采用TLC2272芯片。 

作为优选，运放U1和运放U2的反向输入端和输出端之间分别连接有补偿电容C220和C221，所述的运放U2的输出端连接有电阻R284。 

将经分压的信号连接一运放U1，然后连接一光耦隔离芯片HCNR201，再经运放U2后连接到MCU的A/D检测端，以此测得模拟电压值。运放U1与光耦隔离芯片HCNR201的反馈端输出形成负反馈，光耦隔离芯片HCNR201的输出电流与输入电压之间是成严格的线性比例关系的，通过运放U2以及电阻R284将输出电流转换为电压，则最终实现输出电压与输入电压的精密线性关系。运放U1和运放U2均采用TLC2272芯片，精度较高。运放U1和运放U2的反向输入端和输出端之间分别连接有补偿电容C220和C221，用于改进电路稳定性、减小电路输出噪声及限制电路的工作带宽。 

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的电压模拟量经过运放放大后直接连接到光耦隔离，再经过运放放大后传送到A/D检测端，则即可计算出最初的电压值，本实用新型测量线性度好，测量精度高，而且耐高压。 

附图说明

图1是本实用新型的电路结构示意图。 

图2是本实用新型的电路示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。 

如图1、2所示，一种带隔离的模拟电压采集电路，包括将高压信号进行分压的分压电路1，分压电路连接一运放U1，所述的运放U1 的输出端连接一光耦隔离芯片HCNR201，所述的光耦隔离芯片HCNR201的反馈输出端连接所述运放U1的反向输入端，光耦隔离芯片HCNR201的输出端连接一运放U2，运放U2的输出端连接MCU的A/D检测端2。运放U1和运放U2均采用TLC2272芯片。运放U1和运放U2的反向输入端和输出端之间分别连接有补偿电容C220和C221，所述的运放U2的输出端连接有电阻R284。 

光耦隔离芯片HCNR201由高性能发光二极管LED及具有严格比例关系的光电二极管PD1和PD2构成，光耦隔离芯片HCNR201原理图如图2所示。LED发出的光被PD1、PD2接收，其中PD2用于产生输出电流；PD1用于伺服反馈上，对发光LED的导通电流予以补偿，改善输入与输出电路间的线性和温度特性。这种结构保证了线性光耦的高稳定性和高线性度。将高压信号经过分压电路分压后，经分压的信号连接一运放U1，然后连接一光耦隔离芯片HCNR201，再经运放U2后连接到MCU的A/D检测端，以此测得模拟电压值。当输入电压变化时，LED电流随着调整所以流过PD1的电流IPD1跟随着输入电压变化，又PD2与PD1成严格比例关系，同样IPD2跟随输入电压变化，通过运放U2及电阻R284将IPD2转换成输出电压，最终实现输出电压与输入电压的精密线性关系。运放U1和运放U2均采用TLC2272芯片，精度较高。运放U1和运放U2的反向输入端和输出端之间分别连接有补偿电容C220和C221，用于改进电路稳定性、减小电路输出噪声及限制电路的工作带宽。 

本实用新型的电压模拟量经过运放放大后直接连接到光耦隔离，再经过运放放大后传送到A/D检测端，则即可计算出最初的电压值， 本实用新型测量线性度好，测量精度高，而且耐高压。