专利名称：电压的线性隔离侦测的方法及电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电压的隔离侦测电路领域，尤其是用于电压源型逆变系统的电 压的线性隔离侦测的方法及电路。
背景技术：
在电子通信、电力系统等领域，经常需要侦测输入、输出端口或者某些特 定位置的电气参数，有时候由于侦测点与被测位置隔离而不共地，这样不能够 直接侦测得到被测位置的电气参数，需要采取一些方法将被测点的电气参数隔 离传递并准确表示出来。尤其是逆变系统领域，逆变器是一种电源转换装置，
可以将直流电转换成220V、 50Hz的交流电或其它频率的交流电，以满足移动用 户或无电地区对交流电的需要。逆变器可以使用直流蓄电池供电，也可以与发 电机配套使用，在风能、太阳能领域逆变器更是不可缺少的设备。目前大功率 逆变器的使用越来越广泛，所用直流电池组的容量在增大，内含单节电池的数 量也在增加，电池电压已升至200V以上，任何一节电池的性能都可能影响逆变 器的正常工作，因此应该随时快速监测电池组中每节电池的电压。由于每组电 池都是串联的，虽然一般每节电池的电压只有12V，但是在测量每节电池电压时， 共模电压是变化的，最高值甚至可能超过200V，所以要想把这些电池电压直接 用带A / D转换器的微处理器(MCU)进行测量和处理是困难的，必须去掉这些共 模电压。在大功率逆变器中具有多组电池，电池总数可达几十节，为了能用一 个微处理器进行测量和处理这几十个电压，必须使这些电压与微处理器的电源 VCC端共地。因此，侦测直流线性电压，可通过一个光耦开关管隔离，利用光耦 二极管的线性区域特性，将电压参数线性传递到另一端进行测量。如公开号为
32718594的专利，其技术方案是它由取样电路和线性隔离电压跟随器组成，取样 电路由电阻R1、R2串联组成，串接点为输出端；线性隔离电压跟随器由运放器N1、 线性光耦器N2、电阻R3、 R5、电容C1组成，信号由运^:器N1处理后送光耦器 N2隔离，光耦器隔离后的信号为输出至微处理器测量电路、并与MCU电源共地的 电压信号。但是这种侦测方法依赖于光耦二极管的线性特性，事实上容易因环 境因素的改变而显得不稳定，尤其是受到温度漂移影响。因此误差较大，不能 广泛应用。
发明内容
针对上述的问题，本发明提出一种电压的线性隔离侦测的方法及电路来解 决，不仅电路方法简单有效，且解决了已有技术中因温度漂移因素而导致的精 度不高的问题。本发明除了用于逆变系统的直流电压的线性隔离侦测，亦可以 应用于电子通信、电力系统等领域需要电压隔离侦测的方面。
本发明的具体技术方案是
一种电压的线性隔离侦测的方法是将采集的被测电压进行电压/频率转换 处理成相应的频率信号，经过频率信号的隔离传递后，再将相应的频率信号进 行频率/电压转换处理成相应的电压信号。
进一步的，所述频率信号的隔离传递是通过电光-光电转换方式进行隔离传递。
一种电压的线性隔离侦测的电路，包括依次串联的接入于被测电压端的电 压/频率转换电路才莫块、光电耦合器和频率/电压转换电路;漠块。
进一步的，所述的光电耦合器可以是型号为PC817的光电耦合器。 本发明采用这样的电压的线性隔离侦测的方法及电路，不仅成功解决了因 温度漂移影响导致的侦测精度不足的缺陷，且电路结构简单，成本低廉。
图1所示的是本发明的电气原理图。
具体实施例方式
现结合附图和具体实施方式
对本发明进一步说明。
一种电压的线性隔离侦测的方法是将采集的被测电压Ui进行电压/频率转
换处理成相应的频率信号，经过频率信号的隔离传递后，再将相应的频率信号
进^f亍频率/电压转^:处理成相应的电压信号UO。
进一步的，所述频率信号的隔离传递是通过电光-光电转换方式进行隔离传递。
参阅图l所示，本发明的电路是包括依次串联的接入于被测电压Ui端的 电压/频率(V/F)转换电踏^莫块U1、光电耦合器U3和频率/电压(F/V)转换电 路模块U2。
本发明实施例中，所述的光电耦合器U3可以是型号为PC817的光电耦合器。 其是一种DIP4封装的通用光电耦合器。其电气特点是电流传输比CTR: IF-5MA， VCE-5V时最小值为50%,输入和输出之间的隔绝电压高VIS0: 5. OKV,可以满足 本发明电路的需求。
被测端的电压Ui经过V/F转换电路模块Ul后，转换成带相应频率的脉冲 电信号，然后通过光电耦合器U3的发光二极管变成带相同频率的脉冲光，再由 光电耦合器U3的光敏二极管或光敏三极管的受光器转换成电平信号变化，即转 换成相同频率的脉冲电信号，这样实现了频率的无损传递。即使光电耦合器U3 因温度漂移等因素影响，脉冲电信号的电平受到其元件线性特性的影响，但是 其脉冲电信号的频率并不会受影响。光电耦合器U3的受光器部分输出的脉冲电信号再经过F/V转换电路模块U2转换成对应的电压Uo就可以直接测量。实现 了直流电压的线性隔离侦测原理。
本发明的V/F转换电路;漠块和F/V转换电路;f莫块可以采用已有的技术，于 此不再赘述。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员 应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式 上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种电压的线性隔离侦测的方法，其特征在于将采集的被测电压(Ui)进行电压/频率转换处理成相应的频率信号，经过频率信号的隔离传递后，再将相应的频率信号进行频率/电压转换处理成相应的电压信号(Uo)。
2. 根据权利要求1所述的电压的线性隔离侦测的方法，其特征在于所述频 率信号的隔离传递是通过电光-光电转换方式进行隔离传递。
3. —种电压的线性隔离侦测的电路，其特征在于包括依次串联的接入于被 测电压(Ui)端的电压/频率转换电路模块(Ul)、光电耦合器(U3)和频 率/电压转换电路模块(U2)。
4. 根据权利要求1所述的电压的线性隔离侦测的电路，其特征在于所述的 光电耦合器(U3)可以是型号为PC817的光电耦合器。
全文摘要
本发明涉及电压的隔离侦测电路领域，尤其是用于电压源型逆变系统的电压的线性隔离侦测的方法及电路。电压的线性隔离侦测的方法是将采集的被测电压进行电压/频率转换处理成相应的频率信号，经过频率信号的隔离传递后，再将相应的频率信号进行频率/电压转换处理成相应的电压信号。所述频率信号的隔离传递是通过电光—光电转换方式进行隔离传递。电压的线性隔离侦测的电路，包括依次串联的接入于被测电压端的电压/频率转换电路模块、光电耦合器和频率/电压转换电路模块。本发明采用这样的电压的线性隔离侦测的方法及电路，不仅成功解决了因温度漂移影响导致的侦测精度不足的缺陷，且电路结构简单，成本低廉。
文档编号G01R15/14GK101556295SQ200910111700
公开日2009年10月14日 申请日期2009年5月6日 优先权日2009年5月6日
发明者曾华锋 申请人:厦门拓宝科技有限公司