[发明专利]一种消除浮压的多电压采集及故障检测电路

说明书

本发明涉及一种消除浮压的多电压采集及故障检测电路，包括多电压采集电路和故障检测电路，多电压采集电路包括隔离二极管、下拉电阻、零欧电阻及差分放大电路，故障检测电路包括基准电源、模拟开关及数字隔离器。本发明的电路，可通过下拉电阻降低二极管漏电流至微安级别，进而消除多电压采集过程中由漏电流引起的浮压，同时，在保证运算放大器增益不变的情况下，通过比例电阻的匹配，减少了潜在通道漏流的产生，进而提高电压采样的准确性，降低了虚警率；通过故障检测电路可实现对采样电路的自检测功能，提高了电路故障检测率，进而提升了产品的可靠性。

技术领域

本发明是一种消除浮压的多电压采集及故障检测电路，属于航空电气技术领域。

背景技术

在飞机配电网络中，配电产品存在多个输入电源时，需要对来自不同电源的输入电压进行识别，以分析各输入电源的运行情况；如果单一电源上电，由于电压采集电路中隔离二极管存在的漏流，导致浮压的产生，且运算放大电路存在潜在通道，最终导致其余输入电压的采样误报，产品对输入电压的识别出现故障。因此，需要一种能消除多电压采集过程中产生的浮压，提高采样的准确性及故障检测的准确率的电路。

发明内容

本发明的目的在于，基于上述多电压输入采集电路中存在漏流及潜在通道的问题，设计出可消除多电压采集过程中产生的浮压，提高采样的准确性及故障检测的准确率的电路。

本发明技术方案:一种消除浮压的多电压采集及故障检测电路，包括多电压采集电路和故障检测电路，多电压采集电路包括隔离二极管、下拉电阻、零欧电阻及差分放大电路，故障检测电路包括基准电源、模拟开关及数字隔离器；

多电压采集电路中，隔离二极管D1～D3用于对3路输入电源P28V_1、P28V_2、P28V_3进行隔离，防止当其中一个电源发生短路故障时，将其余电源同时短路；另外，隔离二极管D1～D3还能防止输入电源的正负极反接导致损毁后级电路；差分放大电路实现对P28V_1～P28V_3模拟量采集，包括零欧电阻R4，输入电阻R5～R10，补偿电阻R12、R14和R16，反馈电阻R11、R13和R15,反馈电容C1、C3和C4，运算放大器M1A、M1B和M2A，以及供电电源ADC+5V与ADGND之间的滤波电容C2、C5；下拉电阻R1～R3分别串联至P28V_1～P28V_3与PGND之间，通过减少隔离二极管D1～D3的漏流，以达到降低浮压的目的；零欧电阻R4串联至PGND与ADGND之间，实现接地特性，减少漏流经由模拟地ADGND的窜流。

故障检测电路中，基准电源U28将ADC+5V输入电压转换为2.5V基准电压；U29、U50、U51模拟开关由ADC+5V电源供电，其开关使能同时受外部高电平激励信号AD_BITOUT控制，AD_BITOUT信号由数字隔离器U30的输出，数字隔离器U30的输入为外部激励AD_BIT，模拟开关U29、U50、U51的输入信号为基准电源U28输出的2.5V电压，输出2.5V分别经由限流电阻R143与开关二极管D73串联线路后输出P28V_BIT1；经由限流电阻R414与开关二极管D76串联线路后输出P28V_BIT2；经由限流电阻R415与开关二极管D77串联线路后输出P28V_BIT3；P28V_BIT1、P28V_BIT2、P28V_BIT3分别作为运算放大器M1A、M1B、M2A的正向输入端信号，最终实现对多电压采集电路的BIT自检。

多电压采集电路中：隔离二极管D1～D3选用肖特基二极管SR504；差分放大电路中的输入电阻R5～R10选用阻值为360K的高可靠性片式薄膜电阻器；补偿电阻R12、R14、R16选用阻值为30K的高可靠性片式薄膜电阻器；反馈电阻R11、R13、R15选用阻值为30K的高可靠性片式薄膜电阻器；反馈电容C1、C3、C4和滤波电容C2、C5选用容值为0.1uF的一类瓷介质片式电容器；运算放大器M1A、M1B和M2A选用OPA2340四通道轨对轨运算放大器；下拉电阻R1～R3选用阻值为10K的高可靠性片式薄膜电阻器；零欧电阻R4选用阻值0Ω高可靠性片式薄膜电阻。