[实用新型]无源直流电压传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电压传感器，尤其是一种接线简单、安装方便、占用空间小且精度及安全性高的无源直流电压传感器。

背景技术

在轨道交通、电力电网及工业自动化等多个领域，需要对高电压进行测量和控制。常规的方法是采用电压转换设备将高电压按比例变换成标准低电压（如10V或20mA），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化。现有的电压转换设备有电磁式电压互感器、电压变换器和电压传感器等。传统的电磁式电压互感器只能通过电磁感应原理测量交流电压信号，对于直流电压信号则无法进行测量转换，其使用范围较窄；电压变换器是利用原边电压通过电阻分压原理转换，分压后的电压作为次边供电电源（无需额外供电），但是原边高压输入和次边输出之间并没有实现真正隔离，容易发生高压窜入低压端引起低压端的输出设备损毁，安全性较差；电压传感器一般通过霍尔隔离放大、磁调制或者光电隔离放大等原理进行电压转换，虽然能测量直流电压信号且可隔离高压，但应用时需要额外引入二次供电电源，为原边、次边进行信号放大、处理提供工作电源，引入二次电源不仅加大安装空间，而且也增加了接线麻烦，更主要的是很多场合并无法提供（特别如轨道交通行业只使用的750V以上的直流电压）二次电源，限制了它的应用。

发明内容

本实用新型是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种接线简单、安装方便、占用空间小且精度及安全性高的无源直流电压传感器。

本实用新型的技术解决方案是：一种无源直流电压传感器，其特征在于：主要由分压电路、多抽头高频变压器组成的振荡电路及精密整流电路构成，分压电路将所输入的高压直流电压分压，经多抽头高频变压器组成的振荡电路转换隔离，再经过精密整流电路输出与所输入的高压直流信号成比例的电压或电流信号；经分压电路所得的分压信号为多抽头高频变压器组成的振荡电路提供工作电源。

还设有取样于分压电路的分压信号和多抽头高频变压器组成的振荡电路的振荡信号的补偿电路，所述经分压电路所得的分压信号和振荡电路的信号为补偿电路提供工作电源。

所述精密整流电路主要由高频变压器和场效应管元件组成，实现信号的精密整流。

补偿电路内含有微分电路、积分电路及比较电路，为振荡电路转换信号和信号输出负载变化提供调整、反馈补偿，使输出的信号更稳定、更准确。

所述分压电路是由电阻分压，同时设有由稳压管或/和二极管构成的保护电路。

设有底板，在底板上固定有内封多抽头高频变压器组成的振荡电路及整流电路的信号转换模块及信号输出端子，在底板还接有下层支撑柱及上层支撑柱，在下层支撑柱上端固定有电路板，电路板上有分压电路及信号输入端子，在上层支撑柱上端固定有防护板。

所述精密整流电路由多抽头高频变压器T1的次级绕组T1-C1、T1-C2、三极管Q4、场效应管Q2、Q7、电感L2、电容C3及电阻R13构成，多抽头高频变压器T1的次级绕组T1-C1的两端分别与场效应管Q2及场效应管Q7相接，场效应管Q2与场效应管Q7相接，多抽头高频变压器T1的次级绕组T1-C1中间抽头与三极管Q4的基极和集电极相接，三极管Q4的发射极与场效应管Q2和场效应管Q7的接点相接；多抽头高频变压器T1的次级绕组T1-C2的两端分别与场效应管Q2及场效应管Q7相接，多抽头高频变压器T1的次级绕组T1-C2中间抽头与电感L2相接，电感L2通过电容C3与场效应管Q2和场效应管Q7的接点相接，电感L2与电容C3的接点与电阻R13相接。

所述多抽头高频变压器组成的振荡电路设有相串联的稳压管D2、二极管D1及电容C4，与电容C4并联有电阻R14，电容C4与电阻R14的接点通过电阻R6、场效应管Q3与多抽头高频变压器T1的原边绕组T1-Y1的一端相接，电阻R14通过电阻R12、场效应管Q1与多抽头高频变压器T1的原边绕组T1-Y1的另一端相接，场效应管Q3与场效应管Q1相接，电阻R12还通过电阻R9与多抽头高频变压器T1原边绕组T1-Y2的一端相接，原边绕组T1-Y2的另一端和电阻R6与场效应管Q3的接点相接。