創(chuàng)意無極限，儀表大發(fā)明。今天為大家介紹一項(xiàng)國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利——一種高壓隔離直流電壓電流變送器。該專利由南京國(guó)電南自軌道交通工程有限公司申請(qǐng)，并于2016年1月4日獲得授權(quán)公告。

　　內(nèi)容說明

　　本發(fā)明涉及諸如地鐵、輕軌的高壓直流系統(tǒng)的電壓、電流的測(cè)量裝置，尤其涉及一種高壓隔離直流電壓電流變送器。

　　發(fā)明背景

　　隨著地鐵、輕軌等軌道交通的發(fā)展，直流系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，由此帶來直流電壓和電流的測(cè)量問題。直流模擬信號(hào)通過線性光耦隔離時(shí)，成本比較高，同時(shí)隔離電壓有限，不能滿足安全要求。如CN201928261U一種用于隔離模擬信號(hào)的電路中，線性三角波是通過555電路生成鋸齒波的方法，鋸齒波是通過對(duì)方波的濾波實(shí)現(xiàn)的，由于電容的充放電特性的存在，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生的鋸齒波不是線性的，這將導(dǎo)致后續(xù)的PWM的占空比也不是線性的，從而為系統(tǒng)引入誤差。PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過占空比的調(diào)整，對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。只要頻寬足夠，任何模擬信號(hào)都可以使用PWM進(jìn)行編碼。特別適用在直流電壓轉(zhuǎn)換方面，可通過調(diào)整占空比來控制輸出電壓的大小。PWM信號(hào)是完全的數(shù)字信號(hào)，可以方便地實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離。但是在PWM編碼及PWM轉(zhuǎn)直流電壓的電路中，其PWM的占空比及其輸出電壓對(duì)應(yīng)的數(shù)值，通常呈現(xiàn)非線性的狀態(tài)，而此非線性的狀態(tài)，將導(dǎo)致PWM在工作時(shí)的精度下降。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種高壓隔離直流電壓電流變送器。

　　本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種高壓隔離直流電壓電流變送器，包括變送器主體和信號(hào)處理電路，所述信號(hào)處理電路由固定頻率脈沖生成電路、線性三角波生成電路采樣信號(hào)調(diào)制放大電路、光電隔離電路、DAC轉(zhuǎn)換電路及V/I轉(zhuǎn)換電路。所述固定頻率脈沖生成電路與線性三角波生成電路相連；所述三角波生成電路和采樣信號(hào)調(diào)制放大電路分別與比較器相連，形成PWM波；PWM波與光電隔離電路相連；光電隔離電路通過施密特觸發(fā)器與DAC轉(zhuǎn)換電路相連；DAC轉(zhuǎn)換電路的一路電壓輸出與V/I轉(zhuǎn)換電路相連接。

　　上述的高壓隔離直流電壓電流變送器，其進(jìn)一步特征在于：所述線性三角波生成電路，是在生成的固定頻率方波的基礎(chǔ)上，利用恒流源，控制電容充電速度，在充電后期，在固定頻率方波的作用下，快速放電，從而實(shí)現(xiàn)的。

　　再進(jìn)一步特征在于：所述DAC轉(zhuǎn)換電路是雙路PWM輸入的DAC芯片，實(shí)現(xiàn)PWM到1-5V電壓輸出和4-20mA的電流輸出。

　　本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了采樣的±60mV的采樣信號(hào)，轉(zhuǎn)換成1-5V或4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)，根據(jù)隔離等級(jí)和要求選擇對(duì)應(yīng)的隔離光耦和電源，最高可實(shí)現(xiàn)10KV的隔離。同時(shí)減小了信號(hào)輸出的延時(shí)，減少系統(tǒng)的誤差，使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確。