一种电阻分压式高压采样电路的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子领域，尤其是一种电阻分压式高压采样电路。


背景技术：

2.传统的电阻式分压高压采样电路如图1所示，hv+与hv-为高压输入端口，电阻r33至电阻r24为高压区，通过分压原理将高压转换成低压经有源隔离模块te5550cn隔离后，送入差分电路进行差分，然后经跟随器给到外部控制装置进行参数采集。
3.传统的电阻式分压高压采样电路存在的问题是：
4.(1)当采样分压电阻r25或r24烧断时，高压会直接打坏有源隔离模块te5550cn，并且可能高压会进入有源隔离模块后级的低压区，造成测量人员安全事故；
5.(2)共模电压v
ce(hv-、pe)
＝v(hv+-hv-)/2过大时，容易造成安全事故；
6.(3)测试参考点pe的选择，会导致整流前交流信号频率内干扰进入低压区。


技术实现要素：

7.本实用新型为解决或部分解决现有技术中的不足之处，而提供电阻分压式高压采样电路。
8.为实现所述目的，提供一种电阻分压式高压采样电路，包括端子hv+、端子hv-，以及串联于端子hv+、端子hv-之间的多个分压电阻；还包括有源隔离模块、差分电路，所述有源隔离模块从部分分压电阻上获取分压，并输出给差分电路进行差分输出，将被有源隔离模块取电的每个分压电阻均称之为取样电阻，每个取样电阻均并联有旁通电阻，且取样电阻的数量为偶数个，所述电阻分压式高压采样电路的测试参考点pe设置为串联的各取样电阻之间的中间点。
9.其中，串联在测试参考点pe至端子hv+之间的分压电阻的总阻值为a，串联在测试参考点pe至端子hv-之间的分压电阻的总阻值为b，a＝b。
10.其中，从有源隔离模块的vin+到端子hv+之间的线路上存在分压电阻且总阻值为c，从有源隔离模块的vin-到端子hv-之间的线路上存在分压电阻且总阻值为d，c＝d。
11.其中，每个串联于有源隔离模块的vin+到端子hv+之间的分压电阻，以及每个串联于有源隔离模块的vin-到端子hv-之间的分压电阻，均并联有旁通电阻。
12.其中，所述测试参考点pe与有源隔离模块的vin+端之间跨接有双向瞬态抑制二极管tvs2，所述测试参考点pe与有源隔离模块的vin-端之间跨接有双向瞬态抑制二极管tvs3。
13.其中，所述有源隔离模块的vin+端与vin-端之间跨接有双向瞬态抑制二极管tvs1。
14.其中，还包括跟随器，所述差分电路的输出经跟随器传输给外部设备。
15.其中，所述采样电路的两个输入端各设有钳位二极管。
16.本实用新型的有益效果：
17.1、解决分压采样电阻开路导致高压进入低压采样电路造成的安全问题；
18.2、解决一定程度上高共模电压的干扰，防止意外短接时高共模电压导致的安全事故；
19.3、解决高压干扰杂波进入采样低压输出问题。
20.所述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的所述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
21.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的台件。
22.在附图中：
23.图1示出了传统电阻式分压高压采样电路的电气拓扑电路；
24.图2示出了本实用新型的电源主电路电气拓扑电路。
具体实施方式
25.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
26.如图2所示，本实用新型的电阻分压式高压采样电路分为高压区和低压区。
27.高压区由端子hv+、端子hv-、测试参考点pe，以及串联于端子hv+、端子hv-之间的多个分压电阻组成，串联的多个分压电阻形成分压支路。
28.低压区由有源隔离模块te5550cn、差分电路、跟随器组成，其中有源隔离模块从分压支路的中部分压电阻上获取分压输出给差分电路进行差分输出，再经跟随器二次隔离后送给外部控制装置进行参数采样。
29.将被有源隔离模块取电的每个分压电阻均称之为取样电阻，如图中所示取样电阻有r29、r28两个，对每个取样电阻均并联旁通电阻，在满足设计功率条件下，由于采取多个电阻并联方式，可以防止其中一个电阻损坏开路就导致高压全部进入有源隔离模块造成的芯片损坏和人员安全事故。
30.为解决高共模电压问题，设置取样电阻的数量为偶数个，如图中为r29、r28两个，电阻分压式高压采样电路的测试参考点pe设置为串联的各取样电阻之间的中间点，如图中r29、r28两个之间的接点，通过中间取样的方式，防止意外短接时高共模电压导致的安全事故，同时达到采样参考测试点(hv+与pe)、(hv-与pe)输出无干扰，输出端v
hv
＝v
(hv+/pe)
+v
(hv-/pe)
，解决高压干扰杂波进入低压区的问题。
31.进一步的，以串联在测试参考点pe至端子hv+之间的分压电阻的总阻值为a，以串联在测试参考点pe至端子hv-之间的分压电阻的总阻值为b，控制a＝b，使分压支路以测试参考点pe为对称点实现两边阻值完全对等，测试参考点pe所在为电气中性点。
32.优选地，设置从有源隔离模块的vin+到端子hv+之间的线路上存在分压电阻且总阻值为c，从有源隔离模块的vin-到端子hv-之间的线路上存在分压电阻且总阻值为d，c＝d，则有源隔离模块自分压支路的中间部位取电，取电电压更稳定，且由于a＝b、c＝d，图2中的r29、r28阻值也需相等，vin+到pe之间、vin-到pe之间也形成阻值对称结构。
33.本实施例中，每个串联于有源隔离模块的vin+到端子hv+之间的分压电阻，以及每个串联于有源隔离模块的vin-到端子hv-之间的分压电阻，均并联有旁通电阻，其中阻值按照最大采样电压等级下最大的电阻功率选型，从而实现倍功率分压电阻设计，防止其中一颗电阻损坏导致分压支路异常发生安全事故(一组中损坏一个分压电阻还有另外一个分压功率电阻，且功率满足需求)。
34.为防vin+到pe之间的浪涌，设置测试参考点pe与有源隔离模块的vin+端之间跨接有双向瞬态抑制二极管tvs2，为防vin-到pe之间的浪涌，设置测试参考点pe与有源隔离模块的vin-端之间跨接有双向瞬态抑制二极管tvs3。为防vin+到vin-之间的浪涌，有源隔离模块的vin+端与vin-端之间跨接有双向瞬态抑制二极管tvs1。
35.进一步的，为避免其他可能性导致高压涌入导致损坏差分电路及其后级的情况发生，采样电路的两个输入端各设有钳位二极管，对差分输入进行钳位保护。
36.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。