專利名稱：一種交流電壓檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電網(wǎng)交流電壓測量領(lǐng)域，具體應(yīng)用于智能無功補(bǔ)償測控裝置及功率因素控制器的交流電壓檢測裝置。
背景技術(shù)：
交流電網(wǎng)電壓對家用電器、工業(yè)自動化設(shè)備、儀器儀表的正常使用及其使用壽命有很大的影響，電壓過高往往縮短其使用壽命甚至造成燒毀，而電壓過低可能造成設(shè)備不能正常啟動等故障。同時電網(wǎng)的負(fù)荷及分布情況也可以由電網(wǎng)電壓數(shù)值來間接反映，因此對交流電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行高精度、多參數(shù)的測量，是充分了解電網(wǎng)運(yùn)行狀況，尋求并解決電力系統(tǒng)出現(xiàn)的問題的重要途徑。常用的電網(wǎng)電壓檢測方法是用分立元件將交流電壓經(jīng)過整流濾波轉(zhuǎn)換為直流信號，然后由直流電壓檢測芯片進(jìn)行檢測。該檢測方案的優(yōu)點(diǎn)是簡單直接地反映電網(wǎng)電壓的大小。缺點(diǎn)是，電路硬件設(shè)計復(fù)雜，參數(shù)不容易確定、測量精度也往往不高，不能實(shí)時地反映出電網(wǎng)電壓的具體情況。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述已有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡潔、功能齊全、質(zhì)量可靠高精度電網(wǎng)交流電壓的檢測電路。其能很好地做到了強(qiáng)弱電隔離，采樣高速32位MCU處理且內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換使得電路硬件設(shè)計簡單有效，更可以通過IXD顯示屏直接觀察交流電壓的波形。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種交流電壓檢測裝置，其特征在于主要包括交流電壓采樣和轉(zhuǎn)換電路、輸入濾波電路、單極性轉(zhuǎn)換電路、MCU及LCD顯示裝置；交流電壓采樣和轉(zhuǎn)換電路與輸入濾波電路、單極性轉(zhuǎn)換電路順序連接后將信號輸入至MCU，MCU處理信號后在IXD顯示裝置上顯示檢測結(jié)果。所述的交流電壓采樣和轉(zhuǎn)換電路，其主要包括一電壓互感器，電壓互感器輸出端與原邊電路電隔離，電壓互感器與被測量電路并聯(lián)連接。所述的電壓互感器的輸出側(cè)端串聯(lián)電阻，并通過雙電源運(yùn)算放大器將交流電流信號轉(zhuǎn)換電壓信號。所述的輸入濾波電路，其由一個電阻和一個電容組成。所述的單極性轉(zhuǎn)換電路包括一 OP放大器，OP放大器將雙極性電壓信號轉(zhuǎn)換成單極性電壓信號。采用上述方案后，采樣電壓互感器實(shí)現(xiàn)高低壓隔離，使電路性能安全可靠，抗干擾能力更強(qiáng)。結(jié)構(gòu)簡潔、功能齊全、質(zhì)量可靠高精度電網(wǎng)交流電壓的檢測電路。其能很好地做到了強(qiáng)弱電隔離，采樣高速32位MCU處理且內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換使得電路硬件設(shè)計簡單有效，更可以通過LCD顯示屏直接觀察交流電壓的波形。
圖1是本實(shí)用新型的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
下面依據(jù)附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明如圖1所示的一種交流電壓檢測裝置，主要包括交流電壓采樣和轉(zhuǎn)換電路、輸入濾波電路、單極性轉(zhuǎn)換電路、MCU及LCD顯示裝置；交流電壓采樣和轉(zhuǎn)換電路與輸入濾波電路、單極性轉(zhuǎn)換電路順序連接后將信號輸入至MCU，MCU處理信號后在IXD顯示裝置上顯示檢測結(jié)果。其中交流電壓采樣和轉(zhuǎn)換電路通過電壓互感器TYPT31C實(shí)現(xiàn)。TYPT31型電壓互感器輸出端與原邊電路是電隔離的，互感器通過與模塊原邊電路串聯(lián)的電阻與被測量電路并聯(lián)連接，輸出電流正比于原邊電壓。另外為了抑制高頻噪聲和尖峰干擾，在交流輸入側(cè)串聯(lián)了兩個六孔磁珠。為了 MCU的A/D轉(zhuǎn)換通道檢測，必須把輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓，所以在電壓互感器的輸出側(cè)串聯(lián)了電阻并通過雙電源運(yùn)算放大器0P07C成功將交流電流信號轉(zhuǎn)換電壓信號?？朔藛坞娫捶糯笃鞴ぷ髦胁荒芡耆玂V電壓輸出的問題。一般高精度OP放大器的DC特性都很優(yōu)秀，而頻率特性和轉(zhuǎn)換速率等交流特性差，所以由一個電阻和一個電容組成RC低通輸入濾波電路，用來衰減高頻噪聲，防止輸入信號頻率高時，轉(zhuǎn)換速率不足而發(fā)生失真，將一部分交流變成了直流成分。單極性轉(zhuǎn)換電路通過高精度mV級的OP放大器TLC2274AI實(shí)現(xiàn)，將雙極性電壓信號轉(zhuǎn)換成單極性電壓信號，以便滿足MCU輸入0-3. 3V電壓信號的要求。MCU采用32位cortex-m3系列芯片，內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換，運(yùn)算速度更快，測量精度更聞。最后通過LCD屏顯不實(shí)時反映電網(wǎng)電壓彳目息。有益效果(技術(shù)特征直接帶來的、或者是由技術(shù)特征產(chǎn)生必然的技術(shù)效果)本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、采樣電壓互感器實(shí)現(xiàn)高低壓隔離，使電路性能安全可靠，抗干擾能力更強(qiáng)；2、硬件電路簡單，有效；3、RC低通濾波，及六孔磁珠，有效地抑制高頻噪聲和尖峰干擾；4、采樣mV級別高精度OP放大器，保證了測量的準(zhǔn)確性；5、采用高性能單片機(jī)，具有運(yùn)算速度快，采樣精度高的特點(diǎn)；6、I/O控制信號直接由CPU控制，無須CPLD控制，具有集成度高，控制可靠的特占.7、采用了高速、高分辨率的A/D轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)每周波24點(diǎn)采樣。保證了遙測量的高精度及響應(yīng)速度；8、IXD顯示屏能直接 明了地反映電網(wǎng)電壓信息，包括電壓大小，波形，諧波含量等重要參數(shù)。人機(jī)界面友好。
權(quán)利要求1.一種交流電壓檢測裝置，其特征在于主要包括交流電壓采樣和轉(zhuǎn)換電路、輸入濾波電路、單極性轉(zhuǎn)換電路、MCU及LCD顯示裝置；交流電壓采樣和轉(zhuǎn)換電路與輸入濾波電路、單極性轉(zhuǎn)換電路順序連接后將信號輸入至MCU，MCU處理信號后在IXD顯示裝置上顯示檢測結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電壓檢測裝置，其特征在于所述交流電壓采樣和轉(zhuǎn)換電路，其主要包括一電壓互感器，電壓互感器輸出端與原邊電路電隔離，電壓互感器與被測量電路并聯(lián)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種交流電壓檢測裝置，其特征在于所述電壓互感器的輸出側(cè)端串聯(lián)電阻，并通過雙電源運(yùn)算放大器將交流電流信號轉(zhuǎn)換電壓信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電壓檢測裝置，其特征在于所述輸入濾波電路，其由一個電阻和一個電容組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電壓檢測裝置，其特征在于所述單極性轉(zhuǎn)換電路主要包括一 OP放大器，OP放大器將雙極性電壓信號轉(zhuǎn)換成單極性電壓信號。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種交流電壓檢測裝置，主要包括交流電壓采樣和轉(zhuǎn)換電路、輸入濾波電路、單極性轉(zhuǎn)換電路、MCU及LCD顯示裝置；交流電壓采樣和轉(zhuǎn)換電路與輸入濾波電路、單極性轉(zhuǎn)換電路順序連接后將信號輸入至MCU，MCU處理信號后在LCD顯示裝置上顯示檢測結(jié)果；采用上述方案后，采樣電壓互感器實(shí)現(xiàn)高低壓隔離，使電路性能安全可靠，抗干擾能力更強(qiáng)。結(jié)構(gòu)簡潔、功能齊全、質(zhì)量可靠高精度電網(wǎng)交流電壓的檢測電路。其能很好地做到了強(qiáng)弱電隔離，采樣高速32位MCU處理且內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換使得電路硬件設(shè)計簡單有效，更可以通過LCD顯示屏直接觀察交流電壓的波形。
文檔編號G01R19/25GK202886461SQ20122049219
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者朱維楊, 陳揚(yáng)賓, 呂韜, 湯斌 申請人:深圳市三和電力科技有限公司