Napěťové čidlo s galvanickým oddělením

Abstract

Tato práce se věnuje problematice výběru a obvodového návrhu čidla napětí s galvanickou izolací v aplikacích výkonové elektroniky a elektrických pohonů. Jsou zde popsány funkční principy v současnosti nabízených čidel napětí. Popsán je celkový obvodový návrh čidla napětí využívající pulsně šířkovou modulaci pro přenos signálu přes izolační bariéru prostřednictvím optočlenu. V rámci návrhu jsou popsány požadavky na funkci jednotlivých funkčních bloků, následně je proveden obvodový návrh jednotlivých funkčních bloků včetně výběru a dimenzování obvodových prvků. Po kontrole návrhu simulací je přistoupeno k realizaci dvou funkčních vzorků, jejichž parametry jsou následně změřeny. Dosažené parametry jsou následně porovnány s komerčně vyráběným čidlem.

This thesis deals with the matter of selection and circuit design of voltage sensors with galvanic separation in applications of power electronics and electric drives. Working principles of currently available voltage sensors are described. Overall circuit design of voltage sensor utilizing pulse width modulation for signal transmission across an isolation barrier via an optocoupler is described. Within the circuit design, requirements for individual function blocks are described, followed by circuit design of said function blocks, including component selection and calculation. After checking the design through simulation, two functioning samples are built, the parameters of which are subsequently measured. The achieved parameters are then compared with those of a commercially available sensor.