專利名稱：一種用于風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的隔離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種使用在電力控制系統(tǒng)中的隔離器，尤其是一種使用在風(fēng)力發(fā) 電控制系統(tǒng)中的信號隔離器，屬于電子器件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在電力控制系統(tǒng)中，需要用到各種自動化儀表、控制器件和執(zhí)行機構(gòu)，它們之間的 信號傳輸既有微弱到毫伏級、微安級的小信號，又有幾十伏，數(shù)安培的大信號；既有低頻直 流信號，也有高頻脈沖信號等等，組成系統(tǒng)后往往發(fā)現(xiàn)在儀表和設(shè)備之間信號傳輸互相干 擾，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至誤動作。出現(xiàn)這種情況除了電磁干擾影響外，還有一個十分重要的 因素就是由于儀表和設(shè)備之間的信號參考點之間存在電勢差，因而形成“接地環(huán)路”，造成 信號在傳輸過程中失真。為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠的運行，最常用的就是使用隔離器來斷 開接地環(huán)路，隔離系統(tǒng)中的干擾信號。隔離器是一種采用線性光耦隔離原理，將輸入信號進 行轉(zhuǎn)換輸出，實現(xiàn)輸入、輸出和工作電源三者相互隔離的電子器件。現(xiàn)有技術(shù)的隔離器，通 常采用磁隔離或有源隔離方式，磁隔離方式的不足之處是輸入和輸出信號頻率響應(yīng)慢、帶 負載能力差、隔離耐壓低；而有源隔離方式的缺點是需要給輸入端和輸出端分別供電，供電 電源容易對隔離器的輸入部分產(chǎn)生干擾，從而影響隔離器的性能，并降低其隔離耐壓。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實用新型提出一種用于風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng) 的隔離器，它分為輸入和輸出兩部分，其輸入部分由信號放大器、穩(wěn)壓元器件、線性光電隔 離元件和取樣電阻組成，穩(wěn)壓元器件由穩(wěn)壓二極管和電壓基準(zhǔn)源構(gòu)成，線性光電隔離元件 由線性光電耦合器和運算放大器構(gòu)成，它充分利用了線性光電隔離元件本身的高耐壓特 性，又不需要給輸入端提供額外的輔助電源，從而避免了輔助電源對隔離器造成的干擾、減 少了故障點，同時本實用新型的輸入和輸出信號頻率響應(yīng)快、帶負載能力強、隔離耐壓高。 使用時，只需在本實用新型的輸入端接入系統(tǒng)采集到的直流電源，便能輸出不同的電流或 電壓隔離信號，完全能滿足風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的需要。本實用新型解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是一種用于風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng) 的隔離器，它分為輸入和輸出兩部分，其輸入部分由信號放大器、穩(wěn)壓元器件、線性光電隔 離元件和取樣電阻組成，其結(jié)構(gòu)特點為穩(wěn)壓元器件由穩(wěn)壓二極管和電壓基準(zhǔn)源構(gòu)成，線性 光電隔離元件由線性光電耦合器和運算放大器構(gòu)成，在輸入部分的正端連接電壓基準(zhǔn)源和 穩(wěn)壓二極管，通過該穩(wěn)壓二極管向電壓基準(zhǔn)源供電，該電壓基準(zhǔn)源又分別連接線性光電耦 合器和運算放大器，電壓基準(zhǔn)源同時給線性光電耦合器和運算放大器供電，在輸入部分的 負端并聯(lián)兩個阻值不大于20歐姆的取樣電阻，取樣電阻產(chǎn)生的取樣信號通過運算放大器 和電容組成的積分電路來控制三極管導(dǎo)通電阻的大小，通過三極管導(dǎo)通電阻大小來調(diào)整線 性光耦的第1、2腳的發(fā)射電流，該發(fā)射電流被線性光耦的第3、4腳和第5、6腳同時按相應(yīng) 比例進行接收和放大，線性光耦的第3、4腳連接運算放大器，該線性光耦的第3、4腳接收的電流閉環(huán)反饋到運算放大器，以恒定線性光耦的第1、2腳的發(fā)射電流；線性光耦的第5、6腳 連接輸出部分的電阻、電容和運算放大器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是由于本實用新型在輸入端連接有穩(wěn) 壓二極管和電壓基準(zhǔn)源，能夠始終為后續(xù)電路提供基準(zhǔn)電壓，該電路替代了現(xiàn)有技術(shù)在輸 入端額外采用的輔助電源，從而實現(xiàn)了輸入無源結(jié)構(gòu)。本實用新型設(shè)置的兩個并聯(lián)的取樣 電阻均采用低阻值電阻，兩個電阻的阻值均不大于20歐姆，有效的減少了電路中的干擾信 號，其采樣精度高、適用范圍廣、能耗低。本實用新型線性光耦I(lǐng)C2的3、4腳接收的電流能 夠閉環(huán)反饋給運算放大器，其有益效果是可以始終快速恒定線性光耦I(lǐng)C2的1、2腳的發(fā)射 電流，從而加快了線性光耦的響應(yīng)時間，提高了輸出電流的穩(wěn)定性和輸入/輸出的線性度。 同時，由于本實用新型的線性光電耦合器不需要連接外界的輔助輸入電源，能提高線性光 電隔離元件自身的隔離耐壓。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。

圖1是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的第一種具體實施方式
為一種用于風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng) 的隔離器，它分為輸入INPUT和輸出OUTPUT兩部分，在輸入部分INPUT的正端1+和負端 I一之間連接雙瞬態(tài)抑制二極管D1，以防止輸入電流瞬變；正端1+連接穩(wěn)壓二極管D2和電 壓基準(zhǔn)源ICl，通過穩(wěn)壓二極管D2給電壓基準(zhǔn)源ICl供電，電壓基準(zhǔn)源ICl又分別連接線性 光電耦合器IC2和運算放大器IC3，電壓基準(zhǔn)源ICl同時給線性光電耦合器IC2和運算放大 器IC3供電，在輸入部分INPUT的負端I-連接取樣電阻R5和R6，取樣電阻R5和R6并聯(lián)， R5和R6的阻值均為18歐姆，取樣電阻R5和R6兩頭分別連接電阻R4、R7，將取樣信號通過 運算放大器IC3和電容C5組成的積分電路來控制三極管VTl導(dǎo)通電阻的大小，通過三極管 VTl導(dǎo)通電阻大小來調(diào)整線性光耦I(lǐng)C2的1、2腳的發(fā)射電流，該發(fā)射電流被線性光耦I(lǐng)C2的 3、4腳和5、6腳同時按相應(yīng)比例進行接收和放大，線性光耦I(lǐng)C2的3、4腳連接運算放大器 IC3，該線性光耦I(lǐng)C2的3、4腳接收的電流閉環(huán)反饋到運算放大器IC3，以恒定線性光耦I(lǐng)C2 的1、2腳的發(fā)射電流。在輸出部分OUTPUT 由用戶提供穩(wěn)定的輔助電源+24VDC，經(jīng)電解電容C3、電容C2 濾波，為運算放大器IC4和電壓轉(zhuǎn)電流模塊Ul供電，線性光耦I(lǐng)C2的5、6腳連接輸出部分 OUTPUT的電阻R2、電容C4、運算放大器IC4，構(gòu)成輸出端的電流放大電路。放大倍數(shù)由電阻 R2的阻值大小決定；電阻R3和電位器RPl形成分壓后連接電壓轉(zhuǎn)電流模塊Ul，可以將輸出 信號任意調(diào)整為所需的電壓或電流信號。
權(quán)利要求1. 一種用于風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的隔離器，分為輸入和輸出兩部分，其輸入部分由信號 放大器、穩(wěn)壓元器件、線性光電隔離元件和取樣電阻組成，其特征在于穩(wěn)壓元器件由穩(wěn)壓 二極管(D2)和電壓基準(zhǔn)源(ICl)構(gòu)成，線性光電隔離元件由線性光電耦合器(IC2)和運算 放大器(IC3)構(gòu)成，在輸入部分(INPUT)的正端(1+)連接電壓基準(zhǔn)源(ICl)和穩(wěn)壓二極管 (D2)，通過穩(wěn)壓二極管(D2)給電壓基準(zhǔn)源(ICl)供電，電壓基準(zhǔn)源(ICl)又分別連接線性光 電耦合器(IC2)和運算放大器(IC3)，電壓基準(zhǔn)源(ICl)同時給線性光電耦合器(IC2)和運 算放大器(IC3)供電，在輸入部分(INPUT)的負端(I-)并聯(lián)兩個阻值均不大于20歐姆的 取樣電阻(R5、R6)，取樣電阻(R5、R6)產(chǎn)生的取樣信號通過運算放大器(IC3)和電容(C5)組 成的積分電路來控制三極管(VTl)導(dǎo)通電阻的大小，通過三極管(VTl)導(dǎo)通電阻大小來調(diào) 整線性光耦(IC2)第1、2腳的發(fā)射電流，該發(fā)射電流被線性光耦(IC2)的第3、4腳和第5、6 腳同時按相應(yīng)比例進行接收和放大，線性光耦(IC2)的第3、4腳連接運算放大器(IC3)，線 性光耦(IC2)的第3、4腳接收的電流閉環(huán)反饋到運算放大器(IC3)，以恒定線性光耦(IC2) 第1、2腳的發(fā)射電流；線性光耦(IC2)的第5、6腳連接輸出部分(OUTPUT)的電阻(R2)、電 容(C4)和運算放大器(IC4)。
專利摘要本實用新型公開了一種用于風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的隔離器，它分為輸入和輸出兩部分，其輸入部分由信號放大器、穩(wěn)壓元器件、線性光電隔離元件和取樣電阻組成，穩(wěn)壓元器件由穩(wěn)壓二極管(D2)和電壓基準(zhǔn)源(IC1)構(gòu)成，線性光電隔離元件由線性光電耦合器(IC2)和運算放大器(IC3)構(gòu)成，它充分利用了線性光電隔離元件本身的高耐壓特性，又不需要給輸入端提供額外的輔助電源，從而避免了輔助電源對隔離器造成的干擾、減少了故障點，同時本實用新型的輸入和輸出信號頻率響應(yīng)快、帶負載能力強、隔離耐壓高。使用時，只需在本實用新型的輸入端接入系統(tǒng)采集到的直流電源，便能輸出不同的電流或電壓隔離信號，完全能滿足風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的需要。
文檔編號H03K19/14GK201869185SQ201020652769
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者張宇行, 徐鴻, 苗強 申請人:成都阜特科技有限公司