[发明专利]一种精密电压采样电路和采样方法

说明书

本发明公开了一种精密电压采样电路和采样方法，包括电压输入端、分压电路、隔离运算放大电路、差分放大电路和电压输出端，所述电压输入端和分压电路的输入端电性连接，所述分压电路的负极和模拟地电性连接，所述隔离运算放大电路包括隔离放大器、输入端电源和输出端电源，所述隔离放大器的输入端和分压电路相连接；本发明引入了隔离放大器，使得采样电路具有良好的输入输出欧姆隔离特性，增强了抗干扰的能力，能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号，采用差分放大电路，提高了对差模信号的放大能力和对共模信号的抑制能力，有效地提高了共模抑制比，能较好的抑制温漂，根据电压的范围采用不同的分压方式，实现对输入电压的分段采样。

技术领域

本发明涉及电压检测技术领域，具体为一种精密电压采样电路和精密电压采样方法。

背景技术

在高压DC-DC变换器中，针对直流输出电压的反馈采样，通常采取非隔离式差分放大电路，详见图3，是现有技术种常用的一种简单的差分放大电路，具体为：输入端的负极(VIN-)集成运算放大器的反向输入端连接，二者之间串联有电阻一，输入接口的正极(VIN+)一端与集成运算放大器的同相输入端连接，二者之间串联有电阻二，电阻三的两端分别和集成运算放大器的反向输入端和输出端连接，滤波电容一电阻三并联，电阻四的一端连接集成运算放大器的同相输入端另一端接地，滤波电容二与电阻四并联，该差分放大电路还包括一端设置在运算放大器的输出端且另一端连接电路输出接口的电阻五、一端连接输出接口且另一端接地的滤波电容三以及放置在集成运算放大器的供电电源和地之间的滤波电容四。

该差分放大电路通过设置电阻一与电阻二阻值相等，电阻三与电阻四阻值相等，使得输出电压与输入电压呈线性关系。

但是上述差分放大电路该当输入为强电信号、输出为弱电信号时，强弱电之间的绝缘阻抗与电路中的电阻一、电阻二为并联关系，因而电阻一、电阻二的取值必须为兆欧级，从而使流经电阻一、电阻二的电流较小，电路的抗干扰性能较差，另外，输入小电压信号时，集成运算放大器的偏置电流的存在会使电路的电压采样精度明显下降，同时，受限于A/D转换器的分辨率，电路的电压采样精度会进一步下降，而且没有输入电压的限制元器件，很容易让输入的电压过大，使得集成运算放大器工作在非线性区，造成输出的电压恒定，影响测量结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精密电压采样电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种精密电压采样电路，包括电压输入端、分压电路、隔离运算放大电路、差分放大电路和电压输出端，所述电压输入端和分压电路的输入端电性连接，所述分压电路的负极和模拟地电性连接；

所述隔离运算放大电路包括隔离放大器、输入端电源和输出端电源，所述隔离放大器的输入端和分压电路相连接，所述隔离放大器的输入端电源和输入电源电性连接，所述隔离放大器的输出端电源和输出电源电性连接，所述隔离放大器的输出接地端接地；

所述差分放大电路包括集成运算放大器、第七滤波电容，所述隔离放大器的输出端和集成运算放大器的输入端电性连接，所述集成运算放大器的电源正极和输出端电源电性连接，所述集成运算放大器的电源负极接地，所述第七滤波电容一端和集成运算放大器的电源正极电性连接另一端接地，所述集成运算放大器的输出端和电压输出端电性连接。

优选的，所述分压电路包括第一分压电阻、第二分压电阻、第一滤波电容和钳位二极管，所述第一分压电阻一端和电压输入端正极电性连接而另一端和隔离放大器输入端电性连接，所述第二分压电阻一端和隔离放大器输入端电性连接另一端和电压输入端负极电性连接，所述第一滤波电容和第二分压电阻并联，所述钳位二极管一端和隔离放大器输入端电性连接另一端和输入电源电性连接。

优选的，所述分压电路的负极和模拟地电性连接。