[实用新型]一种直流系统专用电压转换模块

权利要求书

1.一种直流系统专用电压转换模块，其特征在于，该模块内部包括两组电压转换电路、一组模数转换电路和一个参数存储器，模块对外包含两段母线电压输入端口、模拟电源输入端口、微机通信接口和通信电源接口；两段母线电压输入端口包含I段正极BUS1+，I段负极BUS1-，II段正极BUS2+，II段负极BUS2-和大地AGND；微机通信接口包含用于参数存储器的IIC接口，用于ADC模块的SPI通信接口，用于过零点信号的过零点信号接口；每组电压转换电路包含总电压转换电路、正负端压差转换电路、中性点转换电路、交流转换电路和过零点转换电路；ADC模块包含偏置电压生成电路；ADC模块与外部通信信号通过第一隔离电路隔离，过零点转换电路与外部信号通过第二隔离电路隔离；每组电压转换电路的总电压转换电路输入端分别与I段正极BUS1+，I段负极BUS1-，II段正极BUS2+，II段负极BUS2-连接，每组电压转换电路的总电压转换电路的输出端接模数转换电路，每组电压转换电路的中性点转换电路的输入端分别与I段正极BUS1+，负极BUS1，II段正极BUS2+，负极BUS2-连接，每个中性点转换电路输出端分别通过对应的交流转换电路、中性点转换电路与模数转换电路连接；所述每个交流转换电路通过各自的过零点转换电路与第二隔离电路连接；模数转换电路通过第一隔离电路与SPI通信接口连接；参数存储器与IIC通信接口连接。

2.根据权利要求1所述的一种直流系统专用电压转换模块，其特征在于，总电压转换电路包含实现总电压幅值的变换和偏置电压加入的差分放大器，BUS1+通过10MΩ电阻连接至运算放大器U17B的同相输入端5，参考电压通过24KΩ电阻连接至运算放大器U17B的同相输入端5，BUS1-通过10MΩ电阻连接至运算放大器U17B的反相输入端6，运算放大器U17B的同相输入端5和反向输入端6之间并联一个组合二极管BAV99，运算放大器U17B的输出端7和反向输入端6串联一个24KΩ电阻，运算放大器U17B的输出端7串联一个RC低通滤波后，BUS1信号作为ADC的输入信号。

3.根据权利要求1所述的一种直流系统专用电压转换模块，其特征在于，正、负端中性点电压转换电路，在输入正端电压BUS1+和输入负端电压BUS1-之间分别串联2个200KΩ电阻，并将这两个电阻的中间点通过5个2MΩ电阻串联，连接至运算放大器U24B的反相输入端5，运算放大器U24B同相输入端5接大地信号AGND，同相输入端5和反向输入端6之间并联1个组合式二极管BAV99，运算放大器输出端7和反向输入端6之间串联一个36KΩ电阻，运算放大器U24B输出端7作为中性点信号Diff1。

4.根据权利要求1所述的一种直流系统专用电压转换模块，其特征在于，正、负压差转换电路，中性点电压信号Diff1通过10K电阻连接到运算放大器U10A同相输入端3，参考电压ADC_REF通过10K电阻连接到运放U10A同相输入端3，地电压AGND通过10K电阻连接至运放U10A反向输入端2，运放U10A输入端1和反向输入端2串联10K电阻。

5.根据权利要求1所述的一种直流系统专用电压转换模块，其特征在于，交流采样电路，得到的中性点电压Diff1通过串联22uF电容，再串联10K电阻连接至交流信号输出端子BUS1_AC，参考电压ADC_REF通过10K电阻连接至BUS1_AC，BUS1_AC对地串联一个100nF电容，Diff1通过电容C35的隔离，得到Diff1中的交流成分Diff1_AC。

6.根据权利要求1所述的一种直流系统专用电压转换模块，其特征在于，过零点采样电路，BUS1_AC信号连接至比较器U27A的反向输入端2，参考电压ADC_REF通过1K电阻连接至比较器U27A的同相输入端3，比较器U27A输出端与同相输入端3之间串联1M电阻，比较器U27A输出端通过10K电阻连接工作电源+2.5V，比较器U27A输出端通过330欧电阻连接到光耦U28的阴极，光耦阳极连接工作电源+2.5V；光耦输出信号V1_ZC为带隔离的过零点信号。

7.根据权利要求1所述的一种直流系统专用电压转换模块，其特征在于，ADC转换器选用ADI公司的AD73360L，6个输入通道对应关系为：通道1对应输入电压1的正、负端压差信号，通道2对应输入电压2的正、负端压差信号，通道3对应输入电压1的总电压信号，通道4对应输入电压2的总电压信号，通道5对应输入电压1的对地交流信号，通道6对应输入电压2的对地交流信号。