創意無極限，儀表大發明。今天為大家介紹一項國家發明授權專利——一種高壓隔離直流電壓電流變送器。該專利由南京國電南自軌道交通工程有限公司申請，并于2016年1月4日獲得授權公告。
內容說明
本發明涉及諸如地鐵、輕軌的高壓直流系統的電壓、電流的測量裝置，尤其涉及一種高壓隔離直流電壓電流變送器。
發明背景
隨著地鐵、輕軌等軌道交通的發展，直流系統的應用越來越廣泛，由此帶來直流電壓和電流的測量問題。直流模擬信號通過線性光耦隔離時，成本比較高，同時隔離電壓有限，不能滿足安全要求。如CN201928261U一種用于隔離模擬信號的電路中，線性三角波是通過555電路生成鋸齒波的方法，鋸齒波是通過對方波的濾波實現的，由于電容的充放電特性的存在，會導致產生的鋸齒波不是線性的，這將導致后續的PWM的占空比也不是線性的，從而為系統引入誤差。PWM是一種對模擬信號電平進行數字編碼的方法。通過占空比的調整，對一個具體模擬信號的電平進行編碼。只要頻寬足夠，任何模擬信號都可以使用PWM進行編碼。特別適用在直流電壓轉換方面，可通過調整占空比來控制輸出電壓的大小。PWM信號是完全的數字信號，可以方便地實現信號的隔離。但是在PWM編碼及PWM轉直流電壓的電路中，其PWM的占空比及其輸出電壓對應的數值，通常呈現非線性的狀態，而此非線性的狀態，將導致PWM在工作時的精度下降。
發明內容
針對現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種高壓隔離直流電壓電流變送器。
本發明的技術方案為：一種高壓隔離直流電壓電流變送器，包括變送器主體和信號處理電路，所述信號處理電路由固定頻率脈沖生成電路、線性三角波生成電路采樣信號調制放大電路、光電隔離電路、DAC轉換電路及V/I轉換電路。所述固定頻率脈沖生成電路與線性三角波生成電路相連；所述三角波生成電路和采樣信號調制放大電路分別與比較器相連，形成PWM波；PWM波與光電隔離電路相連；光電隔離電路通過施密特觸發器與DAC轉換電路相連；DAC轉換電路的一路電壓輸出與V/I轉換電路相連接。
圖為本發明實施例中直流電壓電流變送器信號處理電路示意圖
上述的高壓隔離直流電壓電流變送器，其進一步特征在于：所述線性三角波生成電路，是在生成的固定頻率方波的基礎上，利用恒流源，控制電容充電速度，在充電后期，在固定頻率方波的作用下，快速放電，從而實現的。
再進一步特征在于：所述DAC轉換電路是雙路PWM輸入的DAC芯片，實現PWM到1-5V電壓輸出和4-20mA的電流輸出。
本發明實現了采樣的±60mV的采樣信號，轉換成1-5V或4-20mA的標準控制信號，根據隔離等級和要求選擇對應的隔離光耦和電源，最高可實現10KV的隔離。同時減小了信號輸出的延時，減少系統的誤差，使測量結果更準確。
