交流電壓采樣電路設(shè)計

本文為大家?guī)斫涣麟妷翰蓸?a target="_blank">電路設(shè)計。

電壓轉(zhuǎn)換電路通過霍爾電壓傳感器CHV-50P實現(xiàn)，如圖3-2所示。CHV-50P型電壓傳感器輸出端與原邊電路是電隔離的，可測量直流、交流和脈動電壓或小電流。磁補(bǔ)償式測量，過載能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定可靠，易于安裝，用于電壓測量時，傳感器通過與模塊原邊電路串聯(lián)的電阻Ru1與被測量電路并聯(lián)連接，輸出電流正比于原邊電壓。

由于CHV-50P的輸入額定電流In1為10mA，本電路檢測的電壓是220V的交流電壓，則

電阻Ru1消耗的功率P1，為

因此電阻Ru1選擇阻值為2.2 K，功率為5W的大功率電阻。另外為了抑制共模干擾，在交流輸入側(cè)并聯(lián)了兩個電容C。當(dāng)然為了更好地消除這些干擾，可以在電壓變換電路之前再加隔離變壓器，那么電阻Ru1的選擇就要對應(yīng)于經(jīng)過隔離變壓器后電壓的改變而改變。

由于CHV-50P的輸入額定電流In2為50mA，為了交流電壓采樣電路檢測，必須把輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓，所以在電壓傳感器的輸出側(cè)串聯(lián)了電阻Ru2。交流電壓采樣電路采樣電壓范圍-5V~+5V，則

由于電阻Ru2消耗功率比較小，電阻Ru2選擇上對功率沒有特殊的要求。根據(jù)選用的電壓傳感器，交流電壓采樣電路如下圖所示：

交流電壓采樣電路

從上圖可以看出系統(tǒng)輸出電壓的采樣電路由四部分組成，第一部分是由TL084的運(yùn)放構(gòu)成的射極跟隨器，其中R3和C4是說為了抑制干擾，且時間常數(shù)《《1 ms，符合實際要求;第二部分是由兩個電阻和一個電壓源組成的電壓偏移電路，因目標(biāo)信號為交流信號，而經(jīng)過霍爾傳感器采樣得出的信號也為交流信號0~士5V，而系統(tǒng)CPU的A/D輸入電平要求為0~3.3V，因此，需要進(jìn)行電壓偏移，該電路原理簡單，不再贅述。第三部分也為射極跟隨器;第四部分為箝位限幅電路，保證采樣信號的幅值在0~3.3V之間，滿足TMS320LF2407的輸入信號要求。

采樣電路中，經(jīng)常用到電壓跟隨器，電壓跟隨器，顧名思義，就是輸出電壓與輸入電壓是相同的，就是說，電壓跟隨器的電壓放大倍數(shù)恒小于且接近1。電壓跟隨器的顯著特點就是，輸入阻抗高，而輸出阻抗低，一般來說，輸入阻抗要達(dá)到幾兆歐姆是很容易做到的。輸出阻抗低，通?？梢缘綆讱W姆，甚至更低。在電路中，電壓跟隨器一般做緩沖級及隔離級。因為，電壓放大器的輸出阻抗一般比較高，通常在幾千歐到幾十千歐，如果后級的輸入阻抗比較小，那么信號就會有相當(dāng)?shù)牟糠謸p耗在前級的輸出電阻中。在這個時候，就需要電壓跟隨器來從中進(jìn)行緩沖。起到承上啟下的作用。應(yīng)用電壓跟隨器的另外一個好處就是，提高了輸入阻抗，這樣，輸入電容的容量可以大幅度減小，為應(yīng)用高品質(zhì)的電容提供了前提保證。電壓跟隨器的另外一個作用就是隔離。