1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上文件編號：INVT0_013_0024_CBB_01CBB規(guī)范差分輸入大電阻隔離母線電壓檢測電路 (VER: V1.0)擬制： 惠 時間： 2010-5-14 批準： 安 時間： 2010-5-25 文件評優(yōu)級別： A優(yōu)秀 B良好 C一般 1 功能介紹本電路通過大電阻串聯(lián)隔離高壓母線電壓與弱電，并組成差分輸入檢測母線電壓。該電路具有結(jié)構(gòu)簡單，檢測精度高的特點，在我司全系列變頻器中已經(jīng)批量運用。依據(jù)380v三相變頻器系統(tǒng)的母線電壓和檢測信號之比為：1000V:10V的統(tǒng)一定標規(guī)范，設(shè)計電路參數(shù)，以下只針對380v系統(tǒng)，其他電壓等級的系統(tǒng)類似。2 詳細原理圖圖1 電路原理

2、圖3 器件功能v 電阻R1R10：母線正電壓隔離電阻；v 電阻R14R23：母線負電壓隔離電阻；v 電阻R11、R12：兩個電阻并聯(lián)，方便配置電阻，和其他電阻組成差分電路；v 電阻R24、R25：兩個電阻并聯(lián)，方便配置電阻，和其他電阻組成差分電路；v 電容C1、C2：濾去母線來的高頻干擾, 濾除信號上的尖峰和毛刺；v 電容C3、C4：運放TL082的芯片電源旁路電容，濾除±15V電源來的高頻干擾；v 二極管D1、D2：嵌位運放TL082的輸入電壓范圍，使不超過TL082的芯片電源，保護TL082芯片； v 電阻R13：運放TL082信號輸出限流電阻，防止輸出短路過熱損壞運放芯片；v

3、電阻R26：抗干擾用。4 參數(shù)計算圖2差分檢測電路示意圖 （1） （2） （3） （4）由（1）（2）（3）（4）四式得： （5）由（5）式可知，配置好電阻與的比值，可以檢測輸入的母線電壓。4.1 運放U1： 選用公司一直采用的運放芯片TL082(TI)寬帶寬高速運算放大器。4.2 電阻R1R10和R14R23：這些電阻的選取主要需要考慮到在系統(tǒng)做沖擊電壓測試時，不燒毀這些電阻，因為做沖擊電壓測試時，沖擊電壓比母線電壓要高很多，根據(jù)我司的安規(guī)測試規(guī)范，強電對用戶端子需要打耐壓為3000VAC，這里選用10個510K歐姆±1%精度電阻串聯(lián)，下面計算當打沖擊電壓為3000VAC時，電阻的

4、損耗。忽略電阻R11、R12和R24、R25電阻的分壓，電阻R1R10串聯(lián)，總電阻為5100K歐姆，通過的電流為：每個510k電阻的功率損耗為： 選用的為1210封裝電阻，額定功率損耗為1/3W，功率降額為： %可知，在60s測試時間內(nèi)電阻不會燒毀。保證檢測精度，選用1%精度電阻。4.3 電阻R11、R12和R24、R25 圖1中的R11與R12并聯(lián)做為圖2中R2，圖1中的R24與R25并聯(lián)做為圖2中R4，即，依據(jù)1000v母線對應10v的比例關(guān)系，又由4.2小節(jié)，可知：，所以由于該電阻功率損耗很小，可選用0603封裝，,R11與R25不焊接器件。4.4 電容C1、C2C1和C2的作用是濾去母

5、線來的高頻噪聲。母線上的紋波主要是100HZ工頻，高頻主要是開關(guān)管工作載頻（依據(jù)功率等級最低1KHZ），依據(jù)濾波原理，必須選用的濾波參數(shù)能濾去100HZ頻率低頻，即濾波參數(shù)的截止頻率要小于100HZ。選定電容為0.01uF,和電阻組成兩個積分環(huán)節(jié)，其總的積分常數(shù)為:截止頻率為：滿足要求。考慮到C1和C2上的紋波電流和損耗很小，選用常用的0603封裝貼片電阻。4.5 電容C3、C4 C3和C4的作用是與PCB上的寄生電感和電阻組成高頻濾波回路，濾去±15V電源來的高頻噪聲，選用常用的0.1uF/50V0603封裝貼片電容。4.6二極管D1、D2 二極管D1和D2的作用是把運算放大器的差

6、分輸入信號鉗位在運算放大器的工作電源之內(nèi)，防止損壞運放，選用公司通用的MMBD7000LT1G，兩二極管串聯(lián)的封裝，容量為200mA/100V。4.6 電阻R13R13的作用是在運算放大器輸出短路的情況下，可以限制運放的輸出電流，不至于燒毀。當輸入對-15V短路的情況下，輸出電壓最高為10V,則通過R13的電流為；其中40mA為運放TL082的輸出短路大電流可知：只有當R13大于625才能不觸發(fā)運放的輸出過流短路保護。還需要考慮到電流輸出能力，這里考慮10ma的輸出能力，由TL082的芯片資料（見附件）可知，當帶2K歐姆電阻（最大6mA）,輸出電壓會降低到10V,又380V變頻器系統(tǒng)的母線過壓

7、為800V,通過1000V:10V的比例，需要輸出8V的檢測電壓，所以：由于當輸出10mA電流時，輸出電壓沒有10v，考慮一定裕量，選取100電阻。輸出短路保護主要靠TL082芯片本身的保護，電阻起到一定的限流作用,當輸出短路時，由于芯片的短路過流保護最大電流為40mA,此時的功率損耗為：為了保護芯片在短路情況下不過熱燒壞，需要切斷短路輸出，通過燒短電阻的方法來保護芯片，選用0603貼片電阻，額定耗散功率最大為0.1W，當短路時，功率達到0.6W，經(jīng)過一段時間后電路即燒斷，從而保護了芯片TL082。應該注意的是，由于運放的深度負反饋的作用，電阻的加入，在運放的高增益下，對檢測精度基本上沒有影響

8、。4.7 電阻R26R26主要作用是，當輸出電壓不受控制時，例如當R13在輸出短路后燒斷，可以把輸出電壓拉低到GND，保護后續(xù)電路的安全。考慮總的輸出電流為最大10mA，保證電路可靠拉地，需要選用較小阻值的電阻，選用2K歐姆電阻。此時R26的最大分流為：5 測試數(shù)據(jù)表1 母線電壓測試數(shù)據(jù)記錄 由表1可知，該電路檢測精度很高，最高不超過0.3%，可以滿足變頻器系統(tǒng)的高精度檢測要求。6 器件清單表2 主要器件清單序號料號名稱型號數(shù) 量位號13-08-97-104片狀電容;100nF±10%-50V-0603-X7R0.1u2C3,C423-24-90-101片狀電阻;1/10W-100±1%-06031001R1333-08-97-103片狀電容;10nF±10%-50V-0603-X7R10n2C1,C243-24-90-202片狀電阻;1/10W-2K±1%-06032k1R2653-24-95-514片狀電阻;1/3W-510k±1-1210510k20R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10,R14,R15,R16,R17,R18,R19,R20,R21,R22,R2363-24-90-513片狀電阻;1/10W-51k