一種電壓比較電路制造技術

本發明專利技術涉及一種電壓比較電路,包括運放、第一電阻、第二電阻、電容、一輸入端、一輸出端和一參考端,所述運放的供電端用于與供電電源連接，所述運放的地端接地,所述輸入端連接所述運放的同相輸入端和所述第二電阻的一端,所述第二電阻的另一端連接所述運放的反相輸入端,所述運放的反相輸入端還連接所述第一電阻的一端、所述電容的一端,所述參考端連接所述第一電阻的另一端,所述電容的另一端與所述參考端連接或用于與供電電源或地連接,所述運放的輸出引腳連接所述輸出端,所述參考端用于連接一個參考電壓，所述參考電壓的值介于供電電源的值和地之間。本發明專利技術的電路簡單,對緩慢增加的漏電流不動作,對突變增加的漏電流產生動作,成本低廉。作,成本低廉。作,成本低廉。

【技術實現步驟摘要】
一種電壓比較電路


[0001]本專利技術涉及電子電路領域,尤其涉及一種對緩慢變化信號不動作的電壓比較電路。

技術介紹

[0002]目前,隨著開關電源的低成本化和效率提升,以及可靠性提升,直流供電成為一種潮流。之前,直流供電因為無法解決遠距離傳輸等一系列問題而并沒有普及,交流供電成為工業的核心。目前看來,直流供電造價低、運行費用低,沒有功率因素補償、并網極為容易,且地下、海底供電更容易實現,更容易實現戶戶太陽能分布式并網發電,而可能成為未來的主流。但是直流供電時,漏電保護目前是一個難題。
[0003]直流供電的漏電保護器不同于交流市電的漏電保護器,交流漏電保護器一般是這樣工作的:火線和零線同時穿過一個磁導率較高的環形磁心,早期也使用鐵芯。火線和零線在漏電保護器中看作是一條并線,若有漏電,火線和零線存在差異電流,并線中電流不再為零,這個電流仍和市電同頻率,在環形磁心上繞有1000至3000匝的感應線圈,感應線圈感應出電壓,本質上是微弱的感應電流在大阻值負載電阻兩端形成的電壓,這個電壓驅動控制部分,迅速切斷開關(跳閘),保護漏電流通常閾值為20～30mA。磁導率較高的環形磁心和感應線圈以及火線和零線的并線構成一個變壓器。
[0004]直流供電系統無法用上述交流漏電保護器的電路來設計漏電保護器,因為直流電無法直接通過變壓器傳輸,即無法通過上述的技術方案用變壓器直接檢測直流漏電流。
[0005]在直流漏電保護器中,多采用磁通門電流傳感器,配合控制部分,實現漏電流達到閾值以上就跳閘,電路復雜得多,而市場期望成本不高于交流漏電保護器,目前直流漏電保護器成本仍高于交流漏電保護器,且在靜態功耗上也遠在交流漏電保護器之上。
[0006]其中磁通門電流傳感器中的電壓比較電路也是成本的一部分,傳統的電路復雜,器件多,相應地相同器件的條件下,電路的靜態工作電流也大。
[0007]磁通門電流傳感器可以檢測出微弱的直流電流,這里以用于直流漏電保護器為例,簡述一下它的工作原理:環形磁心上設置一個氣隙,氣隙中放置一個檢測磁芯,其磁導率很高,容易飽和,檢測磁芯上繞有檢測線圈；由一個本機振蕩器產生對稱的高頻信號,施加在檢測線圈上,每一個周期,檢測磁芯都在正半周和負半周的頂部分別產生飽和,檢測線圈是鑒相器的一部分,當環形磁心中有直流通過時,環形磁心產生磁通,該磁通經過檢測磁芯,使得檢測線圈在正半周和負半周分別產生飽和發生偏移,鑒相器輸出相應的直流信號,即被測磁場中高導磁率磁芯在交變磁場的飽和鼓勵下,其磁感應強度與磁場強度的非線性關系來丈量弱磁場的。這種物理現象對被測環境磁場來說仿佛是一道“門”,經過這道“門”,相應的磁通量即被調制,并產生感應電動勢。應用這種現象來測量電流所產生的磁場,從而間接的到達測量電流的目的。
[0008]直流漏電保護器有其特性,如交流漏電保護器可以實現自供電,一般使用電容降壓,實為恒流式供電,類似甲類電源；直流漏電保護器若采用直流母線自供電,損耗較大,采
用開關電源則可靠性差,成本高；且直流供電母線經常是多渠道供電,太陽能、風能、蓄電池多渠道切換；直流自供電較交流電自供電的要困難得多；所以,業界對于直流漏電保護器多采用集中供電,對其輸出信號也匯總由智能控制中心處理,給出最優節能工作方式,實現智能最佳供電；對于直流供電或直流電業界通知的規則為,部分設備允許的漏電流閾值為6mA,也有采用30mA限值的,而對于交流供電,一般允許的漏電流閾值為30mA。這是因為直流電流過人體時,很容易通過心臟,而交流電隨著頻率的升高,存在趨膚效應,較多的電流經過皮膚分流,流過心臟等器官的電流占比下降,故而直流供電系統的漏電閾值遠小于交流電供電系統的漏電閾值。另一方面,直流供電系統中,金屬件形成的分布電容不會像交流電系統中出現漏電流,所以漏電閾值可以進一步地設定得較小。
[0009]圖1就示出了經典的電壓比較電路,其中A1為集成運算放大器,即運放,或集成電壓比較器,即比較器。In是信號輸入,以交流漏電保護器為例,正常時,In沒有電壓信號,運放A1的反相輸入端的電壓低于同相輸入端,運放A1的輸出端Out輸出高電平,漏電保護器不動作；漏電流達到30mA時,In的電壓高于V
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,運放A1的輸出端Out輸出低電平,驅動脫扣開關或繼電器動作,讓漏電保護器切斷電源。比較器和運放的區別,這里順便說一下。
[0010](1)、運放可以連接成為比較輸出,比較器就是比較；
[0011](2)、運放的輸出級一般采用互補推挽電路,比較器輸出一般是集電極開路輸出,即OC輸出,便于電平轉換,需要上拉電阻,單極性輸出容易和數字電路連接,容易輸出TTL電平；
[0012](3)、比較器沒有相位補償電路,轉換速率比同級運放高,轉換速率又叫壓擺率,英文:Slew Rate,但因為其內部沒有相位補償電路,但接成放大器易自激。比較器的開環增益比一般放大器高很多,因此比較器正負端小的差異就引起輸出端變化；
[0013](4)、比較器的翻轉速度快大約在ns數量級而運放翻轉速度一般為uS數量級,特殊高速運放除外,這個特征對本專利技術沒有影響；
[0014]基于上述的比較器和運放的區別,應用于圖1中運放A1,比較器和運放是可以互換的,如常見的LM393比較器類似于增益不可調的運算放大器。
[0015]正因為直流供電系統的漏電閾值較低,如上述的6mA,這就給直流漏電保護器的設計帶來較大的不便,在常見的應用場景下,很容易誤觸發,如空氣濕度逐步變大時,漏電流在緩慢增加,達到限值時,就會觸發保護,事實上,這時并沒有涉及人身安全的觸電事件發生。
[0016]類似于且不限于圖1的傳統的電壓比較電路,無法實現這一功能,這就需要一種特別設計的比較電路,能夠實現這一功能。

技術實現思路

[0017]有鑒于此,本專利技術要解決的技術問題是提供一種電壓比較電路,對緩慢變化的信號不響應,對突變信號仍然正常響應。
[0018]本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下:
[0019]第一方面，提供一種電壓比較電路,包括運放、第一電阻、第二電阻、電容、一個輸入端、一個輸出端和一個參考端,所述運放的供電端用于與供電電源連接，所述運放的地端接地,其特征在于:所述輸入端連接所述運放的同相輸入端和所述第二電阻的一端,所述第
二電阻的另一端連接所述運放的反相輸入端,所述運放的反相輸入端還連接所述第一電阻的一端、所述電容的一端,所述參考端連接所述第一電阻的另一端,所述電容的另一端與所述參考端連接或用于與供電電源或地連接,所述運放的輸出引腳連接所述輸出端,所述參考端用于連接一個參考電壓，所述參考電壓的值介于供電電源的電壓值和地之間。
[0020]優選地,所述第一電阻和所述第二電阻并聯后的阻值與電容的容值相乘得到的時間常數不小于100毫秒。
[0021]優選地,還包括第三電阻,所述輸入端通過所述第三電阻連接所述運放的同相輸入端。
[0022]以上的技術方案為同相放大的方案,當出現漏電時,運放輸出本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種電壓比較電路,包括運放、第一電阻、第二電阻、電容、一個輸入端、一個輸出端和一個參考端,所述運放的供電端用于與供電電源連接，所述運放的地端接地,其特征在于:所述輸入端連接所述運放的同相輸入端和所述第二電阻的一端,所述第二電阻的另一端連接所述運放的反相輸入端,所述運放的反相輸入端還連接所述第一電阻的一端、所述電容的一端,所述參考端連接所述第一電阻的另一端,所述電容的另一端與所述參考端連接或用于與供電電源或地連接,所述運放的輸出引腳連接所述輸出端,所述參考端用于連接一個參考電壓，所述參考電壓的值介于供電電源的電壓值和地之間。2.根據權利要求1所述的電壓比較電路，其特征在于，所述第一電阻和所述第二電阻并聯后的阻值與所述電容的容值相乘得到的時間常數不小于100毫秒。3.根據權利要求1或2任一項所述的電壓比較電路，其特征在于，還包括第三電阻,所述輸入端通過所述第三電阻連接運放的同相輸入端。4....

【專利技術屬性】
技術研發人員：王保均，
申請(專利權)人：廣州金升陽科技有限公司，
類型：發明
國別省市：