[实用新型]一种电力电子实验模块信号调理电路

说明书

本实用新型电力电子实验模块信号调理电路，包括调理电路Ⅰ、调理电路Ⅱ，所述的调理电路Ⅰ、调理电路Ⅱ内的结构连接相同，且都包括有输入端、第一调理单元、第一滤波单元、第二调理单元、第二滤波单元、输出端，所述输入端、第一调理单元、第一滤波单元、第二调理单元、第二滤波单元、输出端之间依次连接；所述第一调理单元可以滤除低于5V以下和高于15.3V以上的干扰信号，并实现信号第一次逻辑互锁，所述第二调理单元实现信号整形和第二次逻辑互锁，所述第一滤波单元和第二滤波单元进一步滤除了高频干扰信号，提高了传输信号的抗干扰能力。该电路有效地减小了开关管和驱动模块的损坏，提高了学生实验的成功率，激发了学生做实验的兴趣。

技术领域

本实用新型涉及电力电子实验，控制模块与驱动模块中间连接的信号调理电路，属于信号调理的范畴。

背景技术

电力电子技术作为一门实用性、工程性和综合性较强的课程, 是电气相关专业学生的必修课程, 该课程的实验教学和理论教学同等重要，它不但为电力电子装置及系统、列车牵引系统、开关电源设计、现代电力电子技术等后续专业课程提供必要的理论基础，而且还为毕业设计等实践环节以及电子设计竞赛的培训提供必要的技术知识与技能支撑，为了让学生更好地掌握应用这门课程必须开设相关实验项目。我校结合电力电子技术与轨道交通专业特点，开设电力电子技术实验课。实验模块主要有主电路模块、PWM控制模块、PFM控制模块、单片机模块、电源模块、驱动模块、传感器模块等，并采用独立的模块化结构，模块完全开放，让学生可根据自己需要，象积木一样搭建自己的实验，这种结构模块化实验箱提高了学生的动手能力和实验的成功率。然而，学生在做斩波、半桥变换、全桥变换、电机调速等实验时，要用到控制模块（PWM控制模块、PFM控制模块、单片机模块）、驱动模块和全控桥模块等，模块之间需要导线连接，导线连接后易在传输导线上耦合一些干扰信号，这些干扰信号会使全控桥模块内的开关管误导通，产生直通而损坏开关管和驱动模块。现有的实验操作中，用双绞线和尽量短的导线连接来减少干扰及误导通，但这种方法很难克服线路中干扰信号，学生做实验时经常发生上下桥臂开关管直通短路损坏开关和驱动模块等现象，另外，随着现代电力电子技术的发展，控制信号频率越来越高，现有的处理方法已无法满足学生实验的需求。为此，我们提出一种在驱动模块前增加信号调理电路，对输入信号进行限幅、滤波、整形和逻辑双互锁等调理，这样不仅有效滤除线路干扰，还进一步保障了全控桥模块上下桥臂开关管不直通短路现象。满足学生实验的要求，很大程度降低了器件的损坏。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种电力电子实验模块信号调理电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种电力电子实验模块信号调理电路，包括调理电路Ⅰ、调理电路Ⅱ，所述的调理电路Ⅰ、调理电路Ⅱ内的结构连接相同，且都包括有输入端、第一调理单元、第一滤波单元、第二调理单元、第二滤波单元、输出端，所述输入端、第一调理单元、第一滤波单元、第二调理单元、第二滤波单元、输出端之间依次连接。

进一步的，所述调理电路Ⅰ的输入端包括IN_A端；调理电路Ⅱ的输入端包括IN_B端。

进一步的，所述调理电路Ⅰ的第一调理单元包括三级管Q11、场效应管Q12、Q13、施密特反相器U14、稳压二极管WD11、WD12、二极管D11、D12、电阻R11、R12、R13、R14、R19、R111、A1端、B1端；调理电路Ⅱ的第一调理单元包括三级管Q21、场效应管Q22、Q23、施密特反相器U24、稳压二极管WD21、WD22、二极管D21、D22、电阻R21、R22、R23、R24、R29、R211、B1端、A1端。

进一步的，所述调理电路Ⅰ的第一滤波单元包括电阻R15和电容C11；调理电路Ⅱ的第一滤波单元包括电阻R25和电容C21。

进一步的，所述调理电路Ⅰ的第二调理单元包括施密特反相器U11、U13、与门U12、电阻R16、R110、A2端、B2端；调理电路Ⅱ的第二调理单元包括施密特反相器U21、U23、与门U22、电阻R26、R210、B2端、A2端。