[实用新型]一种直流系统专用电压转换模块

说明书

本实用新型公开了一种直流系统专用电压转换模块，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；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。本实用新型可以解决将电压采样和转换功能集成为一个独立的模块，并且通过计算得到正端电压、负端电压、总电压、总电压纹波值、正负端对地交流电压成分等技术问题。

技术领域

本实用新型涉及电力直流系统的仪器仪表技术。

背景技术

直流系统电压包括正端电压、负端电压、总电压、纹波电压和对地交流电压，目前通常采用的是3个电压表计分别采样正端电压、负端电压和总电压的方法。

直流专用仪表对这些电压的检测电路一般与主板一同设计，如果采样电路出现故障，则需要连同主板一起维修或更换。

发明内容

本实用新的目的是提供一种直流系统专用电压转换模块，以解决将电压采样和转换功能集成为一个独立的模块，并且该模块能存储电压转换的电路参数，还可以得到两段母线的总电压，正、负端对地电压差和正、负端交流电压，进而可额外通过计算得到正端电压、负端电压和总电压纹波值等技术问题。

为了实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种直流系统专用电压转换模块，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。

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。

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。