一种电流变送器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电流变送器。
【背景技术】
[0002]现有的电流变送器电路，如图1所示，其包括电源电路、I/V (电流/电压)转换电路、整流及滤波电路、V/1 (电压/电流)转换电路，电流变送器测量的电流通过I/V转换电路转换为电压信号，再经整流及滤波电路、V/I转换电路输出。其整流及滤波部分往往把I/V转换来的交流电压转换为理想的直流电压信号，用真有效值转换芯片进行处理，其成本较尚O
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种电流变送器，使其结构简单、成本低。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:
一种电流变送器，包括电源电路、Ι/v转换电路、整流及滤波电路、V/I转换电路，其特征在于:所述的整流及滤波电路包括四通道运放器和电阻电容滤波电路，四通道运放器中的甲、乙二个通道作为整流电路、丙通道作为放大电路，甲通道同向输入端连接电阻丁后与地相连，Ι/v转换电路输出端与电阻乙连接后与乙通道反向输入端连接，I/V转换电路输出端与电阻甲连接后与甲通道反向输入端相连，甲通道反向输入端和二极管甲的负极之间连接电阻丁，乙通道反向输入端和二极管乙的负极之间连接电阻庚；甲通道输出端连接二极管甲的正极，乙通道输出端连接二极管乙的正极，二极管甲的负极和二极管乙的负极连接在一起，再连接电阻电容滤波电路后接入四通道运放器丙通道的同向输入端，甲、乙、丙三个通道由同一电源电路供电。
[0005]上述丙通道的输出端与反向输入端增加电压增益电路。
[0006]与现有技术相比，本发明的优点在于:通过合理设置整流及滤波电路，利用4通道放大运放器，并合理选择其中的运放通道来简化结构，减少器件个数，从而便于电路设计印制板小型化，降低成本。
【附图说明】
[0007]图1是现有电流变送器的电路框图。
[0008]图2是本发明实施例电流变送器整流及滤波电路的电路图。
[0009]图3是本发明实施例整流及滤波电路前的电压波形图。
[0010]图4是本发明实施例整流及滤波电路后的电压波形图。
【具体实施方式】
[0011]以下结合附图实施例对本发明作进一步描述。
[0012]如图2所示，整流及滤波电路采用四通道运放器NI，四通道运放器NI中的N1A、NlB 二个通道作为整流电路、NlC通道作为放大电路，NlA通道同向输入端3脚连接电阻R3后与地相连，输入信号经电阻R5后与NlB通道反向输入端5脚连接，与电阻R4连接后与NlA通道反向输入端2脚相连，NlA通道反向输入端和二极管VDl的负极之间连接电阻R 6，NlB通道反向输入端6和二极管VD2的负极之间连接电阻R 7 ；N1A通道输出端I脚连接二极管VDl的正极，NlB通道输出端7脚连接二极管VD2的正极，二极管VDl的负极和二极管VD2的负极连接在一起，再连接电阻电容电阻R8、电容C4、电阻R9、电容C5滤波电路后接入四通道运放器中的NlC通道的同向输入端10脚，三个通道由同一电源电路15 V供电。
[0013]电流变送器测量的电流通过互感器隔离取样，把O到几A的交流电流信号Iin转换为HiA级别的小电流信号，然后通过电阻R1+R2取样转换为电压信号V，也就是图1中的I/V转换环节，其中V满足下面公式:
V=Iin/N*(Rl+R2)................................................(I)
式中V、Iin为均方根值，N为电流互感器线圈匝数。
[0014]由于电流互感器其带载能力(即负载电路Rload)很小，一般为几百欧姆，因此对应的Ι/ν转换后的电压V—般在几百mV，且为交流信号，为此我们在整流&滤波环节不但要实现电压信号理想信号的输出，同时还要进行电压的放大，便于后续电路的处理。
[0015]把电压信号转换为标准的直流信号，来实现有效值输出，本实施例中电路使用单电源供电，对图1中的电源处理部分要求较低，且能减少电源部分成本。
[0016]整流及滤波电路把交流信号进行整流，把交流电压中小于OV的信号转换为直流信号，整流及滤波前后分别见图3、4，从图中对比可见整流和滤波效果很好。
[0017]具体工作机理如下:当R1+R2取样电压小于OV时，四通道运放NI LM2902DR中通道NlA起作用，3脚电位(参考电压为0V)大于2脚电位，NlA输出为正，VDl导通，其输出电压增益为-R5/R4 (电路设计时R5=R4，这样可以把负电压进行1:1转换为直流信号)；当取样大于O时，NlB工作，5脚电位电压按1:1跟随，VD2导通，由图3可以看出整流后波形就是把正弦交流波形图中的“轴下”部分“搬到”轴上，形成脉动直流信号。
[0018]滤波部分采用电阻、电容的二阶滤波电路来实现(R8、C4、R9、C5与NlC构成二阶低通滤波，使用二阶低通滤波电路，可以减少输出电压的纹波电压)，滤波后其输出电压只为整流前均方根值的0.9左右，同时考虑到采样电压只有几百mV，在NlC 9脚与8脚之间增加了电压增益电路，来提高电压大小，便于后续电路进行4~20mA信号处理，其电压增益为:H = (Rll + RPl)/RlO + 1................................................(2)。
[0019]电压增益电路为:NlC通道的反向输入端与地之间连接电阻R10，电阻Rll和可调电阻RPl串联后并联在NlC通道的反向输入端9脚和输出端8脚。
[0020]NlC通道的反向输入端9脚和输出端8脚之间还并联电容C7，电容C7起消除运放高频自激作用。
【主权项】
1.一种电流变送器，包括电源电路、Ι/v转换电路、整流及滤波电路、V/I转换电路，其特征在于:所述的整流及滤波电路包括四通道运放器和电阻电容滤波电路，四通道运放器中的甲、乙二个通道作为整流电路、丙通道作为放大电路，甲通道同向输入端连接电阻丁后与地相连，Ι/v转换电路输出端与电阻乙连接后与乙通道反向输入端连接，I/V转换电路输出端与电阻甲连接后与甲通道反向输入端相连，甲通道反向输入端和二极管甲的负极之间连接电阻丁，乙通道反向输入端和二极管乙的负极之间连接电阻庚；甲通道输出端连接二极管甲的正极，乙通道输出端连接二极管乙的正极，二极管甲的负极和二极管乙的负极连接在一起，再连接电阻电容滤波电路后接入四通道运放器丙通道的同向输入端，甲、乙、丙三个通道由同一电源电路供电。
2.如权利要求1所述的电流变送器，其特征在于:所述丙通道的输出端与反向输入端增加电压增益电路。
3.如权利要求2所述的电流变送器，其特征在于:所述电压增益电路为:丙通道的反向输入端与地之间连接电阻，电阻和可调电阻串联后并联在丙通道的反向输入端脚和输出端。
【专利摘要】电流变送器，包括电源、I/V转换、整流及滤波、V/I转换，整流及滤波电路包括四通道运放器和滤波电路，四通道运放器中的甲、乙二个通道作为整流电路、丙通道作为放大电路，甲通道同向输入端连接电阻丁后与地相连，I/V转换电路输出端与电阻乙连接后与乙通道反向输入端连接，I/V转换电路输出端与电阻甲连接后与甲通道反向输入端相连，甲通道反向输入端和二极管甲负极之间连接电阻丁，乙通道反向输入端和二极管乙负极之间连接电阻庚；甲通道输出端连接二极管甲正极，乙通道输出端连接二极管乙正极，二极管甲负极和二极管乙负极连接在一起，再连接电阻电容滤波电路后接入四通道运放器丙通道的同向输入端，甲、乙、丙三个通道由同一电源电路供电。
【IPC分类】H02M7-00
【公开号】CN104868749
【申请号】CN201510048831
【发明人】米哲涛, 朱文琴, 朱胜平, 周俊, 关克, 胡冬青, 曲品
【申请人】宁波南车时代传感技术有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年1月30日