一種電流電壓轉換器制造技術

本發明專利技術涉及一種電流電壓轉換器，它包括依次連接的緩沖器電路、一積分電路、一比較電路、一復合脈沖電路、一脈沖放大電路和一濾波整流電路，還包括一連接在所述積分電路的輸入端與地之間的多段取樣電路，其中，所述多段取樣電路接收一外部輸入的電流信號，所述比較電路還接收一外部輸入的閾值電壓信號，所述復合脈沖電路還接收一外部輸入的載波脈沖。本發明專利技術可以通過采用多段取樣電路對電流信號實施多個線性段內的取樣，并取得與電流信號成正比的隔離大電壓信號，從而保證了大范圍的I/V轉換器的線性度，并使其工作穩定、誤差減小。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種I/V (電流/電壓)轉換器的電路結構。
技術介紹
泄漏電流的泄漏全電流(以下簡稱全電流)包含了容性泄 漏電流(以下簡稱容性電流)和阻性泄漏電流(以下簡稱阻性電流)兩個部分。其中阻性電流是真正反映泄漏電流運行狀態的技術參數。由于阻性電流的檢測常規上必須采樣全電流和電壓，通過計算電壓和全電流的夾角，然后利用三角函數關系推算出阻性電流。阻性電流通常情況下只占全電流的10%—15%，經過兩次乘法計算得出的阻性電流值誤差已經比較大。造成常規檢測方法的兩個致命缺陷 1、檢測精度較差、無法真實反映泄漏電流工作狀態； 2、檢測成本較高，由于需要使用采樣電壓的高壓PT，無法推廣。
技術實現思路
為了解決上述現有技術存在的問題，本專利技術旨在提供一種高精度、高穩定度的I/V(電流/電壓)轉換器電路，以提供Ι/v轉換器足夠大的線性動態范圍，從而解決刀片式位置探測器的測量精度和重復性的問題。本專利技術所述的一種電流/電壓轉換器電路，它包括依次連接的緩沖器電路、一積分電路、一比較電路、一復合脈沖電路、一脈沖放大電路和一濾波整流電路，還包括一連接在所述積分電路的輸入端與地之間的多段取樣電路，其中，所述多段取樣電路接收一外部輸入的電流信號，所述比較電路還接收一外部輸入的閾值電壓信號，所述復合脈沖電路還接收一外部輸入的載波脈沖，所述濾波整流電路輸出一隔離大電壓信號。在上述的I/V轉換器電路中，所述多段取樣電路包括在其各自的第一端串聯的一第一取樣開關和一第一取樣電阻、串聯的一第二取樣開關和一第二取樣電阻、串聯的一第三取樣開關和一第三取樣電阻以及串聯的一第四取樣開關和一第四取樣電阻，其中，所述第一至第四取樣開關的第二端相連至所述積分電路的輸入端，并接收所述電流信號，所述第一至第四取樣電阻的第二端分別接地。所述緩沖器電路的的輸入端與所述第四取樣開關的第二端相連，輸出端與所述積分電路通過一第五電阻相連； 所述積分電路包括一第一運算放大器，該第一運算放大器的一輸入端通過一第五電阻與所述緩沖器電路的輸出端相連，其另一輸入端通過一第一電容與該第一運算放大器的輸出端相連。所述比較電路包括一第二運算放大器，該第二運算放大器的一輸入端與所述第一運算放大器的輸出端連接，其另一輸入端接收所述閾值電壓信號。所述復合脈沖電路包括一與門，該與門的一輸入端與所述第二運算放大器的輸出端連接，其另一輸入端接收所述載波脈沖。所述脈沖放大電路包括一達林頓管、一第一二極管和一變壓器，且該變壓器包括一初級線圈和一次級線圈，所述達林頓管的基極與所述與門的輸出端連接，其射極接地，其集電極與所述第一二極管的正極連接，所述變壓器的初級線圈的兩端分別連接在所述第一二極管的正負兩極。所述濾波整流電路包括一第二二極管、一第二電容和一第六電阻，所述第二二極管的正極與所述變壓器的次級線圈的一端連接，其負極分別經過所述第二電容和第六電阻與所述次級線圈的另一端連接至地。在上述的I/V轉換器電路中，所述第一取樣電阻的阻值分別是所述第二至第四取樣電阻的阻值的二倍、四倍和八倍。 由于采用了上述的技術解決方案，本專利技術通過采用多段取樣電路對泄漏電流信號實施多個線性段內的取樣，從而取得對應的取樣電壓信號，并使該取樣電壓信號依次經過積分電路、比較電路、復合脈沖電路、脈沖放大電路和濾波整流電路后形成與電流信號成正比的隔離大電壓信號，以保證大范圍的Ι/v轉換器的線性度，并使其工作穩定、誤差減小，從而泄漏的測量精度和重復性提高。附圖說明圖I是本專利技術所述一種I/V轉換器的電路原理圖。具體實施例方式下面結合附圖，對本專利技術的具體實施例進行詳細說明。如圖I所示，本專利技術所述的一種I/V (電流/電壓)轉換器，它包括依次連接的緩沖器電路、一積分電路2、一比較電路3、一復合脈沖電路4、一脈沖放大電路5和一濾波整流電路6，還包括一連接在積分電路2的輸入端與地之間的多段取樣電路I。其中，多段取樣電路I包括在各自的第一端串聯的第一取樣開關Kl和第一取樣電阻RU串聯的第二取樣開關K2和第二取樣電阻R2、串聯的第三取樣開關K3和第三取樣電阻R3以及串聯的第四取樣開關K4和第四取樣電阻R4。其中，第一至第四取樣開關Kl至K4的第二端相連至積分電路2的輸入端，并接收一外部輸入的電流信號I。第一至第四取樣電阻Rl至R4的第二端分別接地，且第一取樣電阻Rl的阻值分別是第二至第四取樣電阻R2至R4的阻值的二倍、四倍和八倍，即R1=2R2=4R3=8R4 (在本實施例中，設定第一取樣電阻Rl的阻值為100ΚΩ )。因此，通過不同的取樣開關，即第一至第四取樣開關Kl至K4的閉合狀態組合，能形成不同的阻值來對電流信號I進行取樣，并在A點處形成與之一一對應的取樣電壓信號。緩沖器電路的輸入端與第四取樣開關K4的第二端相連，輸出端與所述積分電路2通過一第五電阻R5相連。積分電路2包括一第一運算放大器Al，該第一運算放大器Al的一輸入端通過第五電阻R5與緩沖器電路B的輸出端相連,其另一輸入端通過一第一電容Cl與該第一運算放大器Al的輸出端相連,并在B點處形成一鋸齒波的積分電壓信號。在本實施例中,設定由第五電阻R5和第一電容Cl組成的積分常數τ= R5XCl=50uS,遠小于電流信號I的變化。比較電路3包括一第二運算放大器A2，該第二運算放大器A2的一輸入端與第一運算放大器Al的輸出端連接，其另一輸入端接收一外部輸入的閾值電壓信號Vf，即第二運算放大器A2將B點處形成的鋸齒波的積分電壓信號與閥值電壓信號Vf (在本實施例中，設定Vf=5V)比較，并在其輸出端，即C點處形成一脈沖寬度與電流信號I成正比的PWM脈沖波形。復合脈沖電路4包括一與門F，該與門F的一輸入端與第二運算放大器A2的輸出端連接，其另一輸入端接收一外部輸入的載波脈沖Fe，即與門F將C點處形成的PWM脈沖波形與載波脈沖Fe (在本實施例中，設定Fc=10KHz)合成，并在其輸出端，即D點處形成一載波PWM脈沖。脈沖放大電路5用于將D點處的載波PWM脈沖驅動放大，并隔離輸出。脈沖放大電路5包括一達林頓管BG、一第一二極管Dl和一變壓器T，且變壓器T進一步包括一初級線圈Tl和一次級線圈T2，達林頓管BG的基極與與門F的輸出端連接，其射極接地，其集電極與第一二極管Dl的正極連接，變壓器T的初級線圈Tl的兩端分別連接在第一二極管Dl的正負兩極?！V波整流電路6用于將載波PWM脈沖轉換成E點處的與電流信號I成正比的隔離大電壓信號。濾波整流電路6包括一第二二極管D2、一第二電容C2和一第六電阻R6 (在本實施例中，設定第二電容C2=47U，第六電阻R6=200K Ω )，第二二極管D2的正極與變壓器T的次級線圈T2的一端連接，其負極分別經過第二電容C2和第六電阻R6與次級線圈T2的另一端連接至地。綜上所述，本專利技術可以對泄漏電流信號I實施多個線性段內的取樣，并取得與電流信號I成正比的隔離大電壓信號，以保證大范圍的Ι/v轉換器的線性度，并使其工作穩定、誤差減小，從而使測量精度和重復性提高。以上結合附圖實施例對本專利技術進行了詳細說明，本領域中普通技術人員可根據上述說明對本專利技術做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節不應構成對本專利技術的限定，本專利技術將以所附權利要求書界定的范圍作為本專利技術的保護范圍。權利本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電流電壓轉換器，其特征在于，所述轉換器電路包括依次連接的緩沖器電路、一積分電路、一比較電路、一復合脈沖電路、一脈沖放大電路和一濾波整流電路，還包括一連接在所述積分電路的輸入端與地之間的多段取樣電路，其中，所述多段取樣電路接收一外部輸入的電流信號，所述比較電路還接收一外部輸入的閾值電壓信號，所述復合脈沖電路還接收一外部輸入的載波脈沖，所述濾波整流電路輸出一隔離大電壓信號。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：盛守貧，王勤，周彥，陶燕，
申請(專利權)人：上海市電力公司，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：