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DSP芯片TMS320F2812走漏电流测验体系电路设计

泄漏电流是指在没有故障施加电压的情况下,电气设备中相互绝缘的金属零件之间,或带电零件与接地零件之间,通过其周围介质或绝缘表面所形成的电流。也包括当人触及电器设备时,由设备经过人体到达大地的电流或由设备

  走漏电流是指在没有毛病施加电压的状况下,电气设备中彼此绝缘的金属零件之间,或带电零件与接地零件之间,经过其周围介质或绝缘外表所构成的电流。也包含当人触及电器设备时,由设备经过人体抵达大地的电流或由设备经人体又回到设备的电流。它是衡量电器绝缘性好坏的重要标志之一,也是产品安全功用的首要目标。走漏电流测验体系内部应当依据不同的规范,或许说最契合人体实践阻抗状况,具有一组或许几组由特定阻抗值和满意必定功率要求的电阻和电容组成的电路来模仿人体触电。经过将人体阻抗网络连接人体或许触电的待测仪器部件,丈量流过人体阻抗网络的电流。

  体系硬件规划

  测控体系由PC机、DSP芯片TMS320F2812操控体系以及外围扩展功用电路、走漏电流收集信号调度电路、DSP与PC通讯接口电路构成,收集、核算、显现和存储然后剖析被测仪器走漏电流特征值。

  高度扩大与线性阻隔电路的规划

  依照对走漏电流测验的最新规范要求,要求对50Hz~1 MHz的走漏电流进行检测。所以对扩大器的频带规模要求很高,本文选用低噪声精细运算扩大器HA7-5127-5,其通频带宽达8.5 MHz,满意大于1 MHz的要求。前级电压跟从电路以及扩大电路如图3所示。

  

  图中,被测设备走漏电流经过单一模仿人体阻抗网络,将电流信号转换成电压信号,钳形二极管电路起维护效果,防止正负电压过高。后加跟从扩大器U1匹配阻抗和使信号安稳,扩大器U2对弱小走漏电流信号进行扩大,经过RP1调整电路的扩大增益,以便于调查和收集。

  在走漏电流阻隔数据收集电路中,需求阻隔的信号有ADC操控信号(直流电平)、ADC作业时钟信号(几兆乃至更高频率的信号),在这样的使用条件下,假如用一般的光耦阻隔器材,只能阻隔直流或许低频信号,所以选用光耦技能很难满意对走漏电流阻隔的需求。而磁耦阻隔器材不能传输低频信号以及直流信号,且磁耦阻隔对数字信号的传输功用较好,即便传输模仿信号,也会引起信号的失真,处理办法便是能够对需求传输的模仿信号进行电平举高,使得模仿信号的最小电流值能够驱动阻隔器材作业,才会确保被传输信号的不失真。别的一个处理的办法便是假如将需求传输的低频信号调制到高频载波上,再用磁耦合阻隔电路阻隔传输,在接纳端再用解调电路提取出低频信号,能够完成用磁耦合阻隔电路传输低频信号的意图。本文规划的新式磁耦合阻隔电路不必调制和解调电路就能够完成低频和直流信号的磁耦合阻隔传输,并且电路结构简略、功耗小,信号传输推迟很小。

  本文选用模仿阻隔扩大器进行阻隔,完成测验体系与被测目标电气上的阻隔,选用高线性度模仿光电耦合器HCNR201,其首要参数介绍如下:具有±5%的传输增益差错和±0.05%的线性差错;具有大于1 MHz的频带带宽;输入电压规模为0~15 V。电路如图5所示。

  

  电路阐明:光耦U2用于正极性信号的阻隔,光耦U3用于负极性信号的阻隔。在阻隔电路中,R2调理初级运放U1输入偏置电流的巨细,C3起反馈效果,一起滤除了电路中的毛刺信号,防止HCNR201的铝砷化镓发光二极管LED遭到意外冲击。R1能够操控LED的发光强度,然后对通道增益起必定的操控效果。HC-NR201是电流驱动,其作业电流要求为1~20 mA。由所以阻隔双极性信号,因而选用双电源供电的HA7-5127-5运算扩大器,其输出电流可达25 mA。R3是采样电阻,将光耦输出电流转变为电压信号,与运放U1组成电压跟从电路,完成输入输出电路的阻抗匹配。在图5线性光耦电路中,阻隔电路的阻隔电压增益,该阻隔电路的阻隔增益只与电阻值R3,R2有关,与光耦的电流传输特性无关,然后完成了电压阻隔。

  电平举高电路的规划

  因为TMS320F2812内部集成的A/D采样规模为0~3 V,在收集信号进行光耦阻隔之前,能够调理扩大器的增益,使被收集的电压信号落到-1.5~+1.5 V规模之内,然后规划一个+1.5 V的基准电压源将被收集信号进行电平举高,这样就能够确保采样信号在0~3 V的规模内,电路如图6所示。

  

  完成了电平举高的意图,Ui的取值规模是-1.5~+1.5 V,Uo的取值规模是0~3 V。此刻被收集信号在0~3 V输入电压规模之内,满意要求。

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