专利名称：一种城市轨道车辆用无源隔离型直流电压检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轨道车辆用直流电压检测装置，尤其是涉及一种城市轨道车辆用无源隔离型直流电压检测装置。
背景技术：
目前，地铁和轻轨车等城市轨道车辆全部采用直流电压供电。在车辆运行时必须对直流电压进行实时检测，用于对车辆的运行控制。城市轨道车辆上应用的直流电压传感器大部分为有源型，工作时需依赖外加电源。
发明内容
为克服现有城市轨道车辆用直流电压检测装置必须使用外部电源工作的缺点，本发明提供一种无源隔离型城市轨道车辆用直流电压检测装置。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是其由顺次连接的对供电轨道直流高压进行分压限流的分压限流电路，对分压限流后的直流电压信号转换成交流电压信号的变压器反馈多谐振荡电路，对变压器反馈多谐振荡电路输出的交流电压信号进行整流、滤波、 负载匹配的整流滤波负载匹配电路和电压显示设备构成。本发明之无源隔离型直流电压检测装置可用于电压显示设备正确显示供电轨道直流电压的低压直流电压信号。本发明对供电轨道直流电压信号采用降压限流电路进行降压限流，利用变压器反馈多谐振荡电路对降压限流后的直流电压信号进行隔离和转换，最后变压器反馈多谐振荡电路输出的交流电压信号经整流滤波负载匹配调整电路输出与被测轨道电压成线性比例的直流电压信号。由于整个电路采用模拟元件设计，从而摆脱了对外部电源的依赖，实现了无源工作；采用变压器多谐振荡电路对信号实现了隔离，提高了装置的抗干扰能力；负载匹配调整电路使整个装置具有良好的负载匹配性能。本发明的有益效果是，对供电轨道直流电压进行检测的同时，实现了整个装置无源工作，被测电压源与输出信号进行隔离，提高了抗干扰能力，具有良好的负载匹配性能。 有利于改善车辆运行安全性能。
图1是本发明结构框图。图2是图1所示分压限流电路的一种实施电路结构图。图3是图1所示变压器反馈谐振电路的一种实施电路结构图。图4是图1所示整流滤波负载匹配电路的一种实施电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。参照图1，本发明由顺次连接的对供电轨道直流高压进行分压限流的分压限流电路，对分压限流后的直流电压信号转换成交流电压信号的变压器反馈多谐振荡电路，对变压器反馈多谐振荡电路输出的交流电压信号进行整流、滤波、负载匹配的整流滤波负载匹配电路和电压显示设备构成。参照图2，所述分压限流电路包括被测直流输入电压接线端子m和依次串联的分压限流电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，电压取样电阻Rll与末端分压限流电阻 RlO并联，直流待测电压信号经过分压限流电阻的分压、限流后，连接到稳压管ZD1，电容Cl 并联到稳压管ZDl两端，直流待测电压经分压限流、稳压滤波后进入变压器反馈谐振电路 (参见图3)。参照图3，所述采样后的直流电压信号正极经电感Ll串联到Tl.多谐振荡变压器原边输入端的中间抽头，同时采样后的直流电压信号正极连接到两个并联的谐振电阻R12、 R13两端，并联的谐振电阻R12、R13串联接入多谐振荡变压器Tl原边线圈同名输入端；多谐振荡变压器Tl的同名输入端同时连接推挽三极管Q1、Q2的b极，接推挽三极管Q1、Q2的 e极分别连接到多谐振荡变压器Tl的原边输入线圈两端，c极共同连接到负极。齐纳二极管ZD2与推挽三极管Q1、齐纳二极管ZD3.与推挽三极管Q2分别并联，Tl多谐振荡变压器的原边输入线圈与谐振电容C2并联，此连接组成变压器反馈谐振电路。当变压器反馈振荡电路起振后，等效一个固定阻值的电阻，当变压器反馈振荡电路输入端取样电压变化时，变压器副边的交流电压相应的呈线性比例变化。参照图4，变压器Tl副边产生的交流电分别进入两个整流二极管Dl、D2的阳极， 两个整流二极管Dl、D2共阴极连接，变压器Tl副边产生的交流电经过整流二极管整流后， 即变为直流电，整流二极管Dl、D2的阴极端连接端为直流正电压端，变压器Tl副边的中间抽头连接端为直流电压负端。电阻R14与电感L2、电容C3构成LRC滤波电路，电阻R14与变压器Tl副边的中间抽头和整流电路正端连接，组成滤波电路；负载匹配电阻R15与负载匹配电位计VRl串联后并联在滤波电容C3两端，输出信号由负载匹配电阻R15与负载匹配电位计VRl非连接端输出，经过接线端子N2连接外部显示设备5，由于外部显示设备5本身的电阻值不同，在实际应用当中可适当调节负载匹配电位计VRl上的可调装置改变负载匹配电位计VRl的接入电阻值，使待测直流电压值能够正确的在外部显示设备5上显示。
权利要求
1.一种城市轨道车辆用无源隔离型直流电压检测装置，其特征在于，由顺次连接的对供电轨道直流高压进行分压限流的分压限流电路，对分压限流后的直流电压信号转换成交流电压信号的变压器反馈多谐振荡电路，对变压器反馈多谐振荡电路输出的交流电压信号进行整流、滤波、负载匹配的整流滤波负载匹配电路和电压显示设备构成。
2.根据权利要求1所述的城市轨道车辆用无源隔离型直流电压检测装置，其特征在于，所述分压限流电路包括被测直流输入电压接线端子W和依次串连的分压限流电阻R1、 R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，电压取样电阻Rll与末端分压限流电阻RlO并联，直流待测电压信号经过分压限流电阻的分压、限流后，连接到稳压管ZD1，电容Cl并联到稳压管 ZDl两端，直流待测电压经分压限流、稳压滤波后进入变压器反馈谐振电路。
3.根据权利要求1或2所述的城市轨道车辆用无源隔离型直流电压检测装置，其特征在于，所述变压器反馈谐振电路采样后的直流电压信号正极经电感Ll串联到Tl多谐振荡变压器原边输入端的中间抽头，同时采样后的直流电压信号正极连接到两个并联的谐振电阻R12、R13两端，并联的谐振电阻R12、R13串联接入多谐振荡变压器Tl原边线圈同名输入端；多谐振荡变压器Tl的同名输入端同时连接推挽三极管Ql、Q2的b极，推挽三极管Q1、 Q2的e极分别连接到多谐振荡变压器Tl的原边输入线圈两端，c极共同连接到负极；齐纳二极管ZD2与推挽三极管Q1、齐纳二极管ZD3.与推挽三极管Q2分别并联，Tl多谐振荡变压器的原边输入线圈与谐振电容C2并联，此连接组成变压器反馈谐振电路；当变压器反馈振荡电路起振后，等效一个固定阻值的电阻，当变压器反馈振荡电路输入端取样电压变化时，变压器副边的交流电压相应的呈线性比例变化。
4.根据权利要求1或2所述的城市轨道车辆用无源隔离型直流电压检测装置，其特征在于，所述整流滤波负载匹配电路特征是变压器Tl副边产生的交流电分别进入两个整流二极管Dl、D2的阳极，两个整流二极管D1、D2共阴极连接，变压器Tl副边产生的交流电经过整流二极管整流后，即变为直流电，整流二极管Dl、D2的阴极端连接端为直流正电压端， 变压器Tl副边的中间抽头连接端为直流负电压端；电阻R14与电感L2、电容C3构成LRC滤波电路，电阻R14与变压器Tl副边的中间抽头和整流电路正端连接，组成滤波电路；负载匹配电阻Rl5与负载匹配电位计VRl串联后并联在滤波电容C3两端，输出信号由负载匹配电阻R15与负载匹配电位计VRl非连接端输出，经过接线端子N2连接外部显示设备。
全文摘要
一种城市轨道车辆用无源隔离型直流电压检测装置，其由顺次连接的对供电轨道直流高压进行分压限流的分压限流电路，对分压限流后的直流电压信号转换成交流电压信号的变压器反馈多谐振荡电路，对变压器反馈多谐振荡电路输出的交流电压信号进行整流、滤波、负载匹配的整流滤波负载匹配电路和电压显示设备构成。本发明可对供电轨道直流电压进行检测的同时，实现无源工作，并具有良好的负载匹配性能和抗干扰能力。
文档编号G01R15/14GK102175903SQ20111004306
公开日2011年9月7日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者冯大唯, 宋炎秋, 戴洁, 杨理智, 肖文平 申请人:湘潭电机股份有限公司