[实用新型]一种正负电压采样电路

说明书

本实用新型公开了一种正负电压采样电路，包括电阻R1、接地电阻R2、电阻R3、电阻R4、接地电容C1、二极管D1、二极管D2、运算放大器U1和单片机芯片U2。该正负电压采样电路可同时对正电压和负电压采样，采样幅度设置在‑DC30V～+DC30V，囊括了大部分的小幅度采样需求。其电路结构简单，元器件少，具有防反接和防电流倒灌等特点，有利于提高生产率，解决以往对电压信号采集只能单一采样正电压或负电压的问题，从而提升了信号采集器的应用范围。

技术领域

本实用新型属于采样电路技术领域，具体涉及一种正负电压采样电路。

背景技术

在风力发电领域，大量的设备需要监控，多种设备的监控输出信号种类多样，电平高低不一致，导致信号采集监控设备多种多样，甚至出现重复；虽然有的设备具有多路采样接口，但是接口采样功能单一，往往只具备正电压采样或者只具备负电压采样，因为目标采样信号的多样性，导致很多接口无法使用，资源的浪费。

对于直流低电压采样，现有技术往往是利用电阻分压方式，将目标电压设置在微控制器的指标范围，利用微控制器的模数采样功能进行采样，这种方式导致目标采样范围只能是正电压，无法采样负电压，并且采样的稳定性差，目标采样的纹波与毛刺，很容易导致采样的输出数值存在极大波动。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种正负电压采样电路。

本实用新型的技术方案是：一种正负电压采样电路包括电阻R1、接地电阻R2、电阻R3、电阻R4、接地电容C1、二极管D1、二极管D2、运算放大器U1和单片机芯片U2；

电阻R1的一端作为正负电压采样电路的输入端，其另一端分别与二极管D1的负极、二极管D2的负极、接地电阻R2和运算放大器U1的同相输入端连接；二极管D1的正极和电阻R4的一端连接；电阻R4的另一端和电压偏置VDC1连接；二极管D2的正极接地；运算放大器U1的反相输入端分别与运算放大器U1的输出端和电阻R3的一端连接；运算放大器U1的正电源端和外部电源VCC连接；运算放大器U1的负电源端接地；单片机芯片U2的Vin引脚分别与电阻R3的另一端和接地电容C1连接；单片机芯片U2的Vref+引脚和Vref-引脚均接地；单片机芯片U2的D0引脚作为正负电压采样电路的输出端，并分别与D1引脚、D2引脚、D3引脚、D4引脚、D5引脚、D6引脚和D7引脚连接。

进一步地，运算放大器U1的型号为OPA340NA。

进一步地，单片机芯片U2的型号为ADC108S022CIMTX。

本实用新型的有益效果是：

（1）该正负电压采样电路可同时对正电压和负电压采样，采样幅度设置在-DC30V～+DC30V，囊括了大部分的小幅度采样需求。其电路结构简单，元器件少，具有防反接和防电流倒灌等特点，有利于提高生产率，解决以往对电压信号采集只能单一采样正电压或负电压的问题，从而提升了信号采集器的应用范围；

（2）该正负电压采样电路可应用在风电、水电和火力发电等各种需要对电压进行采样的设备中，尤其是具有正负电压信号的输出设备，本电路可作为电压采样输入口的调理电路，完成对正负电压的采样。

附图说明

图1为正负电压采样电路的电路图；

图2为正负电压采样电路的逻辑控制顺序示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种正负电压采样电路，包括电阻R1、接地电阻R2、电阻R3、电阻R4、接地电容C1、二极管D1、二极管D2、运算放大器U1和单片机芯片U2；