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一种隔离 硬件限流器

阅读：255发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种隔离硬件限流器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种隔离硬件限流器，包括隔离放大器；所述隔离放大器的输出端连接有差分放大器；所述差分放大器的输出端连接有精密整流电路；所述精密整流电路的输出端连接有阻抗匹配网络；所述阻抗匹配网络的输出端连接有滤波器；所述滤波器的输出端连接有减法器，减法器的输出端连接有积分调节器。本发明适用于使用积分控制器的逆变器，且具有能够将主功率与控制电路隔离、精度高、能自由调节参数等特点。，下面是一种隔离硬件限流器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种隔离硬件限流器，包括隔离放大器（1）；其特征在于：所述隔离放大器（1）的输出端连接有差分放大器（2），隔离放大器（1）用于接收信号源（11）并将电流转换为电压信号进行隔离与放大；所述差分放大器（2）的输出端连接有精密整流电路（3）；所述精密整流电路（3）用于将正弦波变换成双倍频率的馒头波，精密整流电路（3）的输出端连接有阻抗匹配网络（4）；所述阻抗匹配网络（4）的输出端连接有滤波器（5）；所述滤波器（5）的输出端连接有减法器（6），减法器（6）的输出端连接有积分调节器（7）。
2.根据权利要求1所述的一种隔离硬件限流器，其特征在于：所述差分放大器（2）包括运算放大器U2A和一号电阻，差分放大器（2）用于调节信号源（11）的电流值大小，一号电阻包括电阻R124、R119、R153和R185，电阻R124和电阻R153的输入端分别与隔离放大器（1）相连接，电阻R124和电阻R153的输出端分别与运算放大器U2A相连接。
3.根据权利要求1所述的一种隔离硬件限流器，其特征在于：所述精密整流电路（3）包括运算放大器U2B、运算放大器U2C、二号电阻和二极管组件，二号电阻包括电阻R115、R116和R184，二极管组件包括二极管D60和D63，运算放大器U2B的输入端与运算放大器U2A相连接。
4.根据权利要求1所述的一种隔离硬件限流器，其特征在于：所述阻抗匹配网络（4）包括运算放大器U2D和二极管D62，运算放大器U2D的输出端与二极管D62相连接，运算放大器U2D的输入端与运算放大器U2C相连接。
5.根据权利要求1所述的一种隔离硬件限流器，其特征在于：所述滤波器（5）包括电容C61和电阻R143，电容C61的输出端与电阻R143相连接；该电容C61的输入端与运算放大器U2D相连接；所述滤波器（5）用于滤除电压波形上的杂波。
6.根据权利要求1所述的一种隔离硬件限流器，其特征在于：所述减法器（6）包括运算放大器U3A和三号电阻，三号电阻包括电阻R122、R118、R123和R148；所述运算放大器U3A的输出端连接有二极管D61，该二极管D61的输出端与积分调节器（7）相连接；二极管D61用于防止运算放大器U3A电压过低时干扰主环路积分调节器（7）的正常工作。

说明书全文

一种隔离硬件限流器

技术领域

[0001] 本发明涉及硬件限流器领域，尤其涉及一种用于调整采用积分调节器的逆变器输出伏安特性曲线的高精度隔离硬件限流器，具体为一种隔离硬件限流器。

背景技术

[0002] 变换电源是将一个固定的直流电压变换为可变直流电压一种电源装置。一般有直流220V变换48V或24V，直流48V变换24V等技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制，同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电能的效果。随着航空变换电源的发展，飞机对逆变电源不同负载时的输出要求越来越高，逆变器输出不再满足于过载时关断输出，而是需要硬件限流器来调节其输出伏安特性曲线，使其在过载乃至短路情况下仍旧能够正常工作。

[0003] 目前，为了提高逆变器输出电压精度，部分飞机上的逆变器采用了积分调节器，现有积分调节器的精度低、无法自由调节积分调节器的参数。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种隔离硬件限流器，以解决上述背景技术中提出的精度低、无法自由调节积分调节器参数的问题。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括隔离放大器；所述隔离放大器的输出端连接有差分放大器，隔离放大器用于接收信号源并将电流转换为电压信号进行隔离与放大；所述差分放大器的输出端连接有精密整流电路；所述精密整流电路用于将正弦波变换成双倍频率的馒头波，精密整流电路的输出端连接有阻抗匹配网络；所述阻抗匹配网络的输出端连接有滤波器；所述滤波器的输出端连接有减法器，减法器的输出端连接有积分调节器。

[0006] 优选的，所述差分放大器包括运算放大器U2A和一号电阻，差分放大器用于调节信号源的电流值大小，一号电阻包括电阻R124、R119、R153和R185，电阻R124和电阻R153的输入端分别与隔离放大器相连接，电阻R124和电阻R153的输出端分别与运算放大器U2A相连接。

[0007] 优选的，所述精密整流电路包括运算放大器U2B、运算放大器U2C、二号电阻和二极管组件，二号电阻包括电阻R115、R116和R184，二极管组件包括二极管D60和D63，运算放大器U2B的输入端与运算放大器U2A相连接。

[0008] 优选的，所述阻抗匹配网络包括运算放大器U2D和二极管D62，运算放大器U2D的输出端与二极管D62相连接，运算放大器U2D的输入端与运算放大器U2C相连接。

[0009] 优选的，所述滤波器包括电容C61和电阻R143，电容C61的输出端与电阻R143相连接；该电容C61的输入端与运算放大器U2D相连接；所述滤波器用于滤除电压波形上的杂波。

[0010] 优选的，所述减法器包括运算放大器U3A和三号电阻，三号电阻包括电阻R122、R118、R123和R148；所述运算放大器U3A的输出端连接有二极管D61，该二极管D61的输出端与积分调节器相连接；二极管D61用于防止运算放大器U3A电压过低时干扰主环路积分调节器的正常工作。

[0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：适用于使用积分控制器的逆变器，且具有能够将主功率与控制电路隔离、精度高、能自由调节参数等特点。附图说明

[0012] 图1为本发明的电路图；图2为本发明隔离放大器与差分放大器的组合电路图；
图3为本发明精密整流电路、阻抗匹配网络和滤波器的组合电路图；
图4为本发明高精度隔离硬件限流器的结构图；
图5为本发明输出伏安特性曲线图。

[0013] 图中：1隔离放大器、11信号源、2差分放大器、3精密整流电路、4阻抗匹配网络、5滤波器、6减法器、7积分调节器。

具体实施方式

[0014] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0015] 请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：包括隔离放大器1；隔离放大器1的输出端连接有差分放大器2，隔离放大器1用于接收信号源11并将电流转换为电压信号进行隔离与放大；差分放大器2的输出端连接有精密整流电路3；精密整流电路3用于将正弦波变换成双倍频率的馒头波，精密整流电路3的输出端连接有阻抗匹配网络4；阻抗匹配网络4的输出端连接有滤波器5；滤波器5的输出端连接有减法器6，减法器6的输出端连接有积分调节器7。

[0016] 请参阅图2和图3所示，差分放大器2包括运算放大器U2A和一号电阻，差分放大器2用于调节信号源11的电流值大小，一号电阻包括电阻R124、R119、R153和R185，电阻R124和电阻R153的输入端分别与隔离放大器1相连接，电阻R124和电阻R153的输出端分别与运算放大器U2A相连接；精密整流电路3包括运算放大器U2B、运算放大器U2C、二号电阻和二极管组件，二号电阻包括电阻R115、R116和R184，二极管组件包括二极管D60和D63，运算放大器U2B的输入端与运算放大器U2A相连接；阻抗匹配网络4包括运算放大器U2D和二极管D62，运算放大器U2D的输出端与二极管D62相连接，运算放大器U2D的输入端与运算放大器U2C相连接；滤波器5包括电容C61和电阻R143，电容C61的输出端与电阻R143相连接；该电容C61的输入端与运算放大器U2D相连接；滤波器5用于滤除电压波形上的杂波；减法器6包括运算放大器U3A和三号电阻，三号电阻包括电阻R122、R118、R123和R148；运算放大器U3A的输出端连接有二极管D61，该二极管D61的输出端与积分调节器7相连接；二极管D61用于防止运算放大器U3A电压过低时干扰主环路积分调节器7的正常工作。

[0017] 请参阅图1-5所示，本发明工作原理：Vin_P和Vin_N为信号源11；U1为隔离放大器1，主要作用是将电流转化为的电压信号进行隔离和放大；运算放大器U2A和一号电阻，差分放大器2用于调节信号源11的电流值大小，一号电阻包括电阻R124、电阻R119、电阻R153和电阻R185，电阻R124和电阻R153的输入端分别与隔离放大器1相连接，电阻R124和电阻R153的输出端分别与运算放大器U2A相连接，其主要作用为调节I1值的大小，当运算放大器U2A的1处电压峰值大于Iref的值时，Vo就会有输出到主环路的积分调节器，进而调节其Vo值下降；运算放大器U2B、运算放大器U2C、电阻R115、电阻R116、二极管D60、二极管D63和电阻R184组成精密整流电路3，其主要作用为将正弦波变换为2倍频率的馒头波，当运算放大器U2A的1处电压为正半波时，二极管D60和二极管D63导通，其构成一个同相电压跟随器，即运算放大器U2C的8处与运算放大器U2A的1处电压相同，当运算放大器U2A的1处电压为负半波时，二极管D60和二极管D63截止，其构成一个反相电压跟随器，即运算放大器U2C的8处于运算放大器U2A的1处电压相反；运算放大器U2D和二极管D62为阻抗匹配网络，同时防止出现负压；电容C61和电阻R143为滤波器5，主要作用为滤除电压波形上的杂波；运算放大器U3A、电阻R122、电阻R118、电阻R123和电阻R148组成减法器6，其主要作用是确定I2的大小和I1到I2之间的斜率；二极管D61的主要作用为防止运算放大器U3A的1处电压过低时干扰主环路积分调节器7的正常工作。

[0018] 本发明适用于使用积分控制器的逆变器，且具有能够将主功率与控制电路隔离、精度高、能自由调节参数等特点；解决了现有积分调节器的精度低、无法自由调节积分调节器的参数。

[0019] 本发明还可以采用以下实施例：实施例1，根据采样信号大小选择隔离放大器1；根据积分调节器7对输出伏安特性曲线I1参数的要求和隔离放大器1参数调整电阻R119、电阻R185和Iref的值；根据积分调节器7对输出伏安特性曲线I2参数的要求调整电阻R118和电阻R148的值；实施例2：更换精密整流电路3形式和滤波器5参数，将正弦波滤成直流后进入减法器6。

[0020] 本发明隔离放大器1、运算放大器U2A、运算放大器U2B、运算放大器U2C、运算放大器U2D的运放器均采用AD812型、AD8004型、OP270型、PM108S型、OP467S型放大器中的任意一种。

[0021] 本发明的积分调节器7是按偏差的积分值输出连续信号以控制执行器的模拟调节器，积分调节器7采用VB3200型积分器；减法器6采用STM8S003F3P6型减法器；滤波器5采用SWF型正弦波滤波器。

[0022] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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