[发明专利]一种数字化电压传感器模块

权利要求书

1.一种数字化电压传感器模块，用于连接控制电路，其特征在于，包括：电源单元(1)、模拟电路单元(2)、数字电路单元(3)，所述电源单元(1)的输入端与控制电路的电源输出端相连，电源单元(1)的输出端分别与模拟电路单元(2)、数字电路单元(3)相连以用于供电；所述模拟电路单元(2)包括电压传感器(21)、采样电路(22)、信号调理电路(23)，所述数字电路单元(3)包括AD转换电路(31)、数字化处理模块(32)，所述电压传感器(21)的输出端与采样电路(22)的输入端相连，所述采样电路(22)的输出端与信号调理电路(23)的输入端相连，所述信号调理电路(23)的输出端与AD转换电路(31)的输入端相连，所述AD转换电路(31)的输出端与数字化处理模块(32)的输入端相连，所述数字化处理模块(32)的输出端通过通信模块与控制电路相连；

所述电压传感器模块和控制电路之间通过电压传输协议传输信号，所述电压传输协议的数据帧包括同步字和数据字，同步字和数据字交替传送，数据字宽度为12位，数据字第一位为最高位、最后一位为最低位；同步字宽度为13位，同步字最后1位为低位L，其余位为高位H。

2.根据权利要求1所述的数字化电压传感器模块，其特征在于：所述数字化处理模块(32)采用FPGA模块或CPLD模块中的一种。

3.根据权利要求1所述的数字化电压传感器模块，其特征在于：所述通信模块为485信号驱动电路(33)，所述485信号驱动电路(33)通过485总线与控制电路的485端子相连。

4.根据权利要求1所述的数字化电压传感器模块，其特征在于：所述采样电路(22)包括运算放大器U2A、TVS瞬态抑制二极管D1 A、电阻R4，所述信号调理电路(23)包括运算放大器U2B和若干电阻；所述电压传感器(21)的输入端通过分压电阻与待测端相连，电压传感器(21)的输出端与运算放大器U2A的同相输入端相连，所述电阻R4与TVS瞬态抑制二极管D1 A并联，电阻R4与TVS瞬态抑制二极管D1 A的一个公共端与运算放大器U2A的同相输入端相连，电阻R4与TVS瞬态抑制二极管D1 A的另一个公共端接地，所述运算放大器U2A的输出端通过电阻R2与运算放大器U2B的反相输入端相连，所述运算放大器U2B的输出端与AD转换电路(31)的信号输入端相连。

5.根据权利要求4所述的数字化电压传感器模块，其特征在于：所述运算放大器U2A的反相输入端与输入端相连，所述运算放大器U2B的同相输入端接地，运算放大器U2B的反向输入端与输入端之间设置有彼此并联的电容C5和电阻R1。

6.根据权利要求1所述的数字化电压传感器模块，其特征在于：所述电源单元(1)包括滤波器F1和DC-DC隔离电源模块U3，所述滤波器的输入端与控制电路的电源输出端相连，滤波器的输出端与DC-DC隔离电源模块U3的输入端相连，所述DC-DC隔离电源模块U3的输出端用于输出15V电压。

7.根据权利要求6所述的数字化电压传感器模块，其特征在于：还包括稳压器U4、电感L1和L2，所述稳压器U4的输入端与DC-DC隔离电源模块U3输出端相连，稳压器U4的输出端用于提供5V模拟电源，所述稳压器的正极输出端AVCC5与电感L1的一端相连，稳压器的接地端AGND与电感L2的一端相连，所述电感L1与L2的另一端用于提供5V数字电源。

8.根据权利要求6所述的数字化电压传感器模块，其特征在于：所述滤波器的正极输入端与负极输入端之间设置有互相并联的电容C8和C9，所述DC-DC隔离电源模块U3的正极输出端与接地端之间设置有互相并联的电容C6和C7，DC-DC隔离电源模块U3的负极输出端与接地端之间设置有互相并联的电容C10和C11。