[发明专利]直流电压隔离测量装置

说明书

技术领域

本申请涉及直流电压测量领域，具体地说，是涉及一种直流电压隔离测量装置。

背景技术

在电压测量和控制中，通常采用低压器件对高压信号和/或大电流信号进行测量。为了保证电路安全可靠，同时提高电路的抗干扰能力，需要对低压器件进行电气隔离，同时加强绝缘。

对于直流的隔离测量方法，目前大致有两类。

第一类：电压-频率-磁隔离-电压的方式。即先将直流电压通过压控振荡芯片转换成频率信号，再将频率信号通过磁隔离器件间接传递至后级整流、补偿、条理电路，频率信号经过整流、补偿、条理后再次转变成电压信号。将该电压信号提供给模拟-数字转换器转换为对应的二进制数字信号后传送给处理器进行数据的运算，进而得到电压值。

第二类：电压-电流-霍尔传感器-电压的方式。即先将直流电压通过电阻转换成直流电流信号，再将直流电流信号通过霍尔传感器转化为对应的电压信号(霍尔传感器具有一定的隔离作用)。将此电压信号输入至模拟-数字转换器转换为对应的二进制数字信号后传送给处理器进行数据的运算，进而得到电压值。

但是上述两种隔离测量方法存在以下缺点：

1、电压信号首先需要转换为其它信号后进行隔离传递，再还原成电压信号后进行测量，信号在转换的过程中必然会有损失，使得还原的电压值与实际被测的电压值有差异，测量结果误差较大。

2、在信号进入模拟-数字转换器之前，要经过信号转换、隔离传递、信号复原等步骤。步骤的复杂使得电路也相对复杂，不仅成本较高而且也降低了电路整体的可靠性。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供了一种直流电压隔离测量装置，其特征在于，包括：分压电路、电容隔离电路、信号条理电路、模拟-数字转换器和处理器，其中，

所述分压电路，与所述电容隔离电路相耦接，用于将要测量的直流电压分压，分压后输出与输入电压成一定比例关系且不超过电容器额定电压值的电压，传送至电容隔离电路；

所述电容隔离电路，分别与所述分压电路和信号条理电路相耦接，用于接收经过分压电路分压后的电压，将该电压进行隔离采样，隔离传送至所述信号条理电路；

所述信号条理电路，分别与所述电容隔离电路和模拟-数字转换器相耦接，用于将所述电容隔离电路传送的电压进行滤波及跟随，并传送至所述模拟-数字转换器；

所述模拟-数字转换器，分别与所述信号条理电路和处理器相耦接，用于将所述信号条理电路传送的电压模拟信号转换为对应的二进制数字信号并传送至所述处理器；

所述处理器，与所述模拟-数字转换器相耦接，用于接收所述模拟-数字转换器传送的二进制数字信号，进行数据运算得出实际测量的电压值；

进一步的，所述电容隔离电路，包括：第一继电器、电容器和第二继电器，其中，

所述第一继电器，分别与所述分压电路和电容器相耦接，第一继电器设有第一开关和第二开关，第一开关、电容器和第二开关顺序连接构成回路；

所述电容器，分别与所述第一继电器和第二继电器相耦接；

所述第二继电器，分别与所述电容器和所述信号条理电路相耦接，所述第二继电器设有第三开关和第四开关，所述第三开关、电容器和第四开关顺序连接构成回路。

优选地，其中，所述第一继电器设有第一开关和第二开关，所述第一开关、电容器和第二开关顺序连接构成回路；

所述第二继电器设有第三开关和第四开关，所述第三开关、电容器和第四开关顺序连接构成回路。

优选地，其中，所述模拟-数字转换器，进一步为A/D转换器。

与现有技术相比，本申请所述的直流电压隔离测量装置，达到了如下效果：

本发明是利用了电容器充电完成后的电势差与充电源的电压相同并能保持不变的特性。先将电容器与被监测的直流电压电路相连接，待电容器充电完成后断开。再将充电完成的电容器接至测量装置中进行电压测量，进而得到被测电路的电压值。此方法不仅用简单的电路实现了直流电压的隔离测量，提高了电路的可靠性，而且在整个测量过程中不需要将电压信号转换为其它的信号进行间接测量，使得测量的结果更为准确。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一提供的直流电压隔离测量装置器结构图；

其中，1-分压电路      2-电容隔离电路