[发明专利]一种隔离电压采样电路

摘要

本发明公开了一种隔离电压采样电路。目前精度高、速度快的隔离采样方案成本都比较高。本发明包括单运放恒流源电路，锯齿波积分电路，电压调制比较电路，高速光耦传输电路。单运放恒流源电路产生高精度的恒定电流提供给锯齿波积分电路，锯齿波积分电路通过特殊的结构产生高线性度的幅值可调的锯齿波。然后通过比较器比较锯齿波与待测电压，将待测电压调制成PWM。最后通过高速光耦将PWM传输到另外一个系统中,以此实现电压的隔离采样。此电路采用一个单电源供电即可；通过改变少数相关元件参数，可以灵活调节采样周期和采样电压的动态范围。此电路成本低，精度高，应用场合广泛。

主权项

一种隔离电压采样电路，包括单运放恒流源电路、锯齿波积分电路、电压调制比较电路和高速光耦传输电路；其特征在于：所述的单运放恒流源电路包括运算放大器U1、基准源TL431、第一电阻R1、第二电阻R2,第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6；其中第一电阻R1一端与VCC1电源连接，另外一端与基准源TL431芯片的阴极、第二电阻R2的一端连接；基准源TL431的阴极与其参考端连接，基准源TL431的阳极与第三电阻R3的一端连接并接GND1；第二电阻R2另外一端与运算放大器U1的同相端、第六电阻R6的一端连接；第三电阻R3另一端与运算放大器U1的反相端、第四电阻R4的一端连接；第四电阻R4的另一端与运算放大器U1的输出端、第五电阻R5的一端连接；第五电阻R5的另外一端与第六电阻R6的另一端连接并作为恒定电流输出端；锯齿波积分电路包括第一比较器U2、NMOS开关管Q1,高速开关二极管D1、第一电容C1、第二电容C2、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10和第十一电阻R11；其中第七电阻R7一端与VCC1电源连接，另一端与第一比较器U2的反相端、第八电阻R8的一端连接；第八电阻R8另一端与GND1连接；第九电阻R9一端与VCC1电源连接，另一端与第十电阻R10的一端、高速开关二极管D1的阳极连接；第十电阻R10的另一端与第一比较器U2的输出端连接；高速开关二极管D1的阴极与开关管Q1的栅极、第二电容C2的一端、第十一电阻R11的一端连接；第二电容C2的另一端与第十一电阻R11的另一端、NMOS开关管Q1的源极、第一电容C1的一端连接并接GND1；第一电容C1的另一端与NMOS开关管Q1的漏极、第一比较器U2的同相端连接并接恒定电流输出端；电压调制比较电路包括第二比较器U3和第十二电阻R12；第二比较器U3的同相端与恒定电流输出端连接；第十二电阻R12一端与第二比较器U3的反相端连接，另一端与待测电压输入端连接；高速光耦传输电路包括高速光耦U4、第十三电阻R13和第十四电阻R14；高速光耦U4的发光二极管的阴极与第二比较器U3的输出端连接；第十三电阻R13的一端与VCC1电源连接，另一端与高速光耦U4的发光二极管的阳极连接；高速光耦U4的光敏三极管的集电极接VCC2电源;高速光耦U4的光敏三极管的发射极与第十四电阻R14的一端连接并作为PWM信号输出端；第十四电阻R14另一端接GND2。