專利名稱：一種小電流信號檢測電路及三相多功能電能表的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電能計量技術領域，尤其涉及一種小電流信號檢測電路及三相多功能電能表。
背景技術：
現(xiàn)有的三相多功能電能表是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設計的。它能測量所有的常用電力參數(shù)，比如三相電流、電壓，有壓、無壓功率、電度、諧波等。但是，目前市場上暫無精確檢測停電異常電流的三相多功能電能表?！?br>
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種小電流信號檢測電路及三相多功能電能表，旨在解決現(xiàn)有技術提供的三相多功能電能表不能精確檢測停電異常電流的問題。本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種小電流信號檢測電路，其特征在于，所述小電流信號檢測電路包括第一基準電源VREF1、運放電源VCA、第一運放U1、第二運放U2、第三運放U3、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8和電阻R9 ；電阻Rl的一端與A相小電流信號輸入端連接,另一端與第一運放Ul的同相端連接；電阻R2的一端與B相小電流信號輸入端連接，另一端與第二運放U2的同相端連接；電阻R3的一端與C相小電流信號輸入端連接，另一端與第三運放U3的同相端連接；其中，所述A、B、C相分別輸出電流采樣信號IA+、IB+、IC+至電阻R1、電阻R2和電阻R3 ；電阻R4的一端與第一基準電源VREFl連接，另一端與第一運放Ul的反相端連接；電阻R5的一端與第一基準電源VREFl連接，另一端與第二運放U2的反相端連接；電阻R6的一端與第一基準電源VREFl連接，另一端與第三運放U3的反相端連接；其中，第一基準電源VREFl提供基準電壓VREFl給第一運放Ul、第二運放U2和第三運放U3 ；電阻R7的一端與第一運放Ul的輸出端連接,另一端接地；電阻R8的一端與第二運放U2的輸出端連接，另一端接地；電阻R9的一端與第三運放U3的輸出端連接，另一端接地；其中，運放電源VCA同時給所述第一運放UI、第二運放U2和第三運放U3的內(nèi)部電路提供供電電源。進一步地，所述電路還包括用于防止所述小電流信號檢測電路對三相多功能電能表中其他電路的電源造成影響的電壓跟隨電路。[0019]進一步地，所述電壓跟隨電路包括第二基準電源VREF、第四運放U4、電容Cl和電阻RlO ；其中，所述第四運放U4的同相端與第二基準電源VREF連接；所述電容Cl的一端連接運放電源VCA，所述電容Cl的另一端接地，所述運放電源VCA給第四運放U4的內(nèi)部電路提供供電電源；所述第四運放U4的輸出端分別與所述第四運放U4的反相端和電阻RlO的一端連接，所述電阻RlO的另一端與所述電阻R4、R5和R6分別串聯(lián)，由該電壓跟隨電路提供基準電壓VREFl至第一運放U1、第二運放U2和第三運放U3的反相端。本實用新型的另一目的在于提供一種三相多功能電能表，所述三相多功能電能表包括如上所述的小電流信號檢測電路。在本實用新型中，在第一運放U1、第二運放U2和第三運放U3的同相端只需要連接電阻R1、電阻R2和電阻R3，反相端只需要連接電阻R4、電·阻R5和電阻R6，輸出端只需要連接一個接地的電阻R7、電阻R8和電阻R9，使得運放的輸出端與同相端和反相端之間處于差模開環(huán)狀態(tài)，因此，可以利用運放差模開環(huán)放大倍數(shù)近似無窮大的特點，在電力線上的輸入電源掉電后(全失壓)，使用鋰電池給運放進行供電，此時，當電力線上有小電流信號輸入時，經(jīng)過無窮倍的放大，可以從第一運放Ul、第二運放U2和第三運放U3的輸出端口得到近似于運放電源VCA的輸出電壓信號，從而可以判斷出是否有異常電流。

圖I是本實用新型實施例提供的小電流信號檢測電路的結構示意圖；圖2是本實用新型實施例提供的電壓跟隨電路的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。在本實用新型實施例中，在第一運放U1、第二運放U2和第三運放U3的同相端只需要連接電阻Rl、電阻R2和電阻R3，反相端只需要連接電阻R4、電阻R5和電阻R6，輸出端只需要連接一個接地的電阻R7、電阻R8和電阻R9，使得運放的輸出端與同相端和反相端之間處于差模開環(huán)狀態(tài)。圖I是本實用新型實施例提供的小電流信號檢測電路的結構示意圖，為了便于說明，僅示出了本實用新型實施例相關的部分。該小電流信號檢測電路是內(nèi)置于三相多功能電能表中的軟件單元、硬件單元或者軟、硬件結合的單元，在本實施例中，該小電流信號檢測電路包括第一基準電源VREF1、運放電源VCA、第一運放U1、第二運放U2、第三運放U3、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8和電阻R9。其中，電阻Rl的一端與A相小電流信號輸入端連接,另一端與第一運放Ul的同相端連接；電阻R2的一端與B相小電流信號輸入端連接，另一端與第二運放U2的同相端連接；[0032]電阻R3的一端與C相小電流信號輸入端連接，另一端與第三運放U3的同相端連接；其中，所述A、B、C相分別輸出電流采樣信號IA+、IB+、IC+至電阻R1、電阻R2和電阻R3 ；電阻R4的一端與第一基準電源VREFl連接，另一端與第一運放Ul的反相端連接；電阻R5的一端與第一基準電源VREFl連接，另一端與第二運放U2的反相端連接；電阻R6的一端與第一基準電源VREFl連接，另一端與第三運放U3的反相端連接；其中，第一基準電源VREFl提供基準電壓VREFl給第一運放Ul、第二運放U2和第三運放U3。電阻R7的一端與第一運放Ul的輸出端連接,另一端接地；電阻R8的一端與第二運放U2的輸出端連接，另一端接地；電阻R9的一端與第三運放U3的輸出端連接，另一端接地； 其中，運放電源VCA同時給所述第一運放Ul、第二運放U2和第三運放U3的內(nèi)部電路提供供電電源。在本實施例中，由于第一運放Ul、第二運放Ul和第三運放U3均處于差模開環(huán)放大狀態(tài)，因此，可以利用運放差模開環(huán)放大倍數(shù)近似無窮大的特點，在電力線上的輸入電源掉電后(全失壓)，使用鋰電池給運放進行供電，此時，當電力線上有小電流信號輸入時，經(jīng)過無窮倍的放大，可以從第一運放UI、第二運放U2和第三運放U3的輸出端口得到近似于運放電源VCA的輸出電壓信號，從而可以判斷出是否有異常電流。另外，作為本實用新型的一個優(yōu)選實施例，該小電流信號檢測電路還包括一個電壓跟隨電路，具體結構如圖2所示，包括第二基準電源VREF、第四運放U4、電容Cl、電阻R10。其中，所述第四運放U4的同相端與第二基準電源VREF連接；所述電容Cl的一端連接運放電源VCA，所述電容Cl的另一端接地，所述運放電源VCA給第四運放U4的內(nèi)部電路提供供電電源；所述第四運放U4的輸出端分別與所述第四運放U4的反相端和電阻RlO的一端連接，所述電阻RlO的另一端與所述電阻R4、R5和R6分別串聯(lián)，由該電壓跟隨電路提供基準電壓VREFl至第一運放U1、第二運放U2和第三運放U3的反相端，通過該電壓跟隨電路，可防止小電流信號檢測電路對三相多功能電能表中其他電路的電源造成影響。在本實用新型實施例中，在第一運放U1、第二運放U2和第三運放U3的同相端只需要連接電阻Rl、電阻R2和電阻R3，反相端只需要連接電阻R4、電阻R5和電阻R6，輸出端只需要連接一個接地的電阻R7、電阻R8和電阻R9，使得運放的輸出端與同相端和反相端之間處于差模開環(huán)狀態(tài)，因此，可以利用運放差模開環(huán)放大倍數(shù)近似無窮大的特點，在電力線上的輸入電源掉電后(全失壓)，使用鋰電池給運放進行供電，此時，當電力線上有小電流信號輸入時，經(jīng)過無窮倍的放大，可以從第一運放U1、第二運放U2和第三運放U3的輸出端口得到近似于運放電源VCA的輸出電壓信號，從而可以判斷出是否有異常電流。另外，在本實用新型實施例中，引入了輸出端與電阻R4、R5和R6分別串聯(lián)的電壓跟隨電路，可防止小電流信號檢測電路對三相多功能電能表其他電路的電源造成影響。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種小電流信號檢測電路，其特征在于，所述小電流信號檢測電路包括第一基準電源VREF1、運放電源VCA、第一運放U1、第二運放U2、第三運放U3、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8和電阻R9 ； 電阻Rl的一端與A相小電流信號輸入端連接，另一端與第一運放Ul的同相端連接； 電阻R2的一端與B相小電流信號輸入端連接，另一端與第二運放U2的同相端連接； 電阻R3的一端與C相小電流信號輸入端連接，另一端與第三運放U3的同相端連接； 其中，所述A、B、C相分別輸出電流采樣信號IA+、IB+、IC+至電阻R1、電阻R2和電阻R3 ；電阻R4的一端與第一基準電源VREFl連接,另一端與第一運放Ul的反相端連接；電阻R5的一端與第一基準電源VREFl連接，另一端與第二運放U2的反相端連接；電阻R6的一端與第一基準電源VREFl連接，另一端與第三運放U3的反相端連接；其中，第一基準電源VREFl提供基準電壓VREFl給第一運放Ul、第二運放U2和第三運放U3 ； 電阻R7的一端與第一運放Ul的輸出端連接，另一端接地； 電阻R8的一端與第二運放U2的輸出端連接，另一端接地； 電阻R9的一端與第三運放U3的輸出端連接，另一端接地； 其中，運放電源VCA同時給所述第一運放Ul、第二運放U2和第三運放U3的內(nèi)部電路提供供電電源。
2.如權利要求I所述的小電流信號檢測電路，其特征在于，所述電路還包括 用于防止所述小電流信號檢測電路對三相多功能電能表中其他電路的電源造成影響的電壓跟隨電路。
3.如權利要求2所述的小電流信號檢測電路，其特征在于，所述電壓跟隨電路包括 第二基準電源VREF、第四運放U4、電容Cl和電阻RlO ； 其中，所述第四運放U4的同相端與第二基準電源VREF連接； 所述電容Cl的一端連接運放電源VCA，所述電容Cl的另一端接地，所述運放電源VCA給第四運放U4的內(nèi)部電路提供供電電源； 所述第四運放U4的輸出端分別與所述第四運放U4的反相端和電阻RlO的一端連接，所述電阻RlO的另一端與所述電阻R4、R5和R6分別串聯(lián)，由該電壓跟隨電路提供基準電壓VREFl至第一運放U1、第二運放U2和第三運放U3的反相端。
4.一種三相多功能電能表，其特征在于，所述三相多功能電能表包括如權利要求I至3任一項所述的小電流信號檢測電路。
專利摘要本實用新型適用于電能計量技術領域，提供了一種小電流信號檢測電路及三相多功能電能表，所述小電流信號檢測電路包括第一基準電源、運放電源、第一運放U1、第二運放U2、第三運放U3、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8和電阻R9；將三個運放分別與相應的電阻連接，使運放的輸出端與同相端和反相端之間處于差模開環(huán)狀態(tài)。本實用新型，利用運放差模開環(huán)放大倍數(shù)近似無窮大的特點，在電力線上的輸入電源掉電后(全失壓)，使用鋰電池給運放進行供電，此時，當電力線上有小電流信號輸入時，經(jīng)過無窮倍的放大，可以從運放的輸出端口得到近似于運放電源的輸出電壓信號，從而可以判斷出是否有異常電流。
文檔編號G01R22/00GK202693668SQ20122009158
公開日2013年1月23日 申請日期2012年3月13日 優(yōu)先權日2012年3月13日
發(fā)明者趙勇, 侯慶全 申請人:深圳市航天泰瑞捷電子有限公司