【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電測(cè)量儀表，具體而言，涉及一種保護(hù)電路、電流檢測(cè)電路與電測(cè)量儀表。
技術(shù)介紹
1、在相關(guān)技術(shù)中，電測(cè)量儀表的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中需要測(cè)量電流的動(dòng)態(tài)范圍非常寬，比如用于電能計(jì)量的交流電量表的電流輸入范圍為1ma至120a，為了保證測(cè)量精度，不同的待測(cè)量電流對(duì)應(yīng)于電量表的不同量程。
2、為了方便使用，高規(guī)格的電量表通常設(shè)計(jì)為自動(dòng)量程切換，能夠有效防止用戶選擇錯(cuò)誤的量程，避免大電流進(jìn)入低電流量程的情況，同時(shí)避免用大電流量程測(cè)量小電流導(dǎo)致精度差的問題。
3、而在由程控信號(hào)源、高規(guī)格的電量表、計(jì)算機(jī)等組成的自動(dòng)測(cè)試和檢驗(yàn)系統(tǒng)中，在系統(tǒng)待機(jī)或?qū)⒌鸵?guī)格被檢電量表接入系統(tǒng)時(shí)，會(huì)將測(cè)試信號(hào)源的輸出關(guān)閉或者設(shè)置為零，此時(shí)電量表的量程會(huì)默認(rèn)為最低量程的檔位，檢驗(yàn)過程中電量表如果突然接收到大電流信號(hào)，則會(huì)導(dǎo)致采樣電阻受到相對(duì)于正確量程時(shí)數(shù)百倍甚至數(shù)萬倍的能量沖擊，容易造成電量表的損壞。
4、以通過電量表測(cè)量電流的應(yīng)用場(chǎng)景為例，在實(shí)際環(huán)境中，待測(cè)量的電流的動(dòng)態(tài)范圍非常寬泛，比如用于電能計(jì)量的交流電量表的電流輸入范圍可能從1ma到120a，能夠理解的是，更大的電流可以使用電流互感器，將實(shí)際電流比例轉(zhuǎn)換到電量表的量程內(nèi)。
5、對(duì)于高規(guī)格的電量表，比如誤差等級(jí)0.05級(jí)以上，比如誤差等級(jí)為0.02級(jí)、0.01級(jí)或0.005級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)電量表，還無法在一個(gè)量程內(nèi)實(shí)現(xiàn)電流從1ma到120a的精確測(cè)量，保證達(dá)到誤差等級(jí)。在相關(guān)技術(shù)中，通常將寬動(dòng)態(tài)范圍的電流劃分為幾個(gè)區(qū)間段，比如1ma到120a的電流范圍，可以劃分為
6、為了方便使用，防止用戶錯(cuò)誤選擇量程，高規(guī)格的電量表通常設(shè)計(jì)為自動(dòng)量程切換，這樣不僅能夠減少大電流進(jìn)入低電流量程的概率，也能避免用大電流量程測(cè)量小電流導(dǎo)致測(cè)量精度下降的問題，充分發(fā)揮其高精準(zhǔn)測(cè)量能力。
7、而在電量表實(shí)際使用過程中，在搭建測(cè)量系統(tǒng)時(shí)，或者在停止測(cè)量后，用戶通常會(huì)關(guān)閉測(cè)試信號(hào)源的輸出，或者將測(cè)試信號(hào)源的輸出信號(hào)設(shè)置為零，此時(shí)電量表將自動(dòng)停留在最低量程，比如停留在0.1a的量程上。
8、示例性地，以0.1a的量程對(duì)應(yīng)1000t的繞組為例，此時(shí)如果信號(hào)源突然輸出大電流，比如輸出12a的電流，由于電量表切換量程需要一定的反應(yīng)時(shí)間，在電量表切換到對(duì)應(yīng)的10a量程之前，12a的電流將會(huì)通過1000t的繞組，互感器初級(jí)有12000at，是正確量程的100倍，此時(shí)二次側(cè)的電流也將增加到正確量程的100倍，由于功率正比于電流的平方，這就導(dǎo)致采樣電阻被迫承受正確量程時(shí)1萬倍的功率沖擊，容易造成采樣電阻的變值，導(dǎo)致電量表損壞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。
2、為此，本專利技術(shù)的第一方面提出一種保護(hù)電路。
3、本專利技術(shù)的第二方面提出一種電流檢測(cè)電路。
4、本專利技術(shù)的第三方面提出一種電測(cè)量儀表。
5、有鑒于此，本專利技術(shù)的第一方面提供了一種保護(hù)電路，包括：輸入電路，輸入電路包括電流輸入端口和電流電壓轉(zhuǎn)換單元，電流輸入端口與電流電壓轉(zhuǎn)換單元電連接，電流輸入端口包括正極端子和負(fù)極端子；雙向限壓電路，雙向限壓電路與電流輸入端口并聯(lián)，雙向限壓電路包括并聯(lián)連接的正向限壓電路和負(fù)向限壓電路，雙向限壓電路用于將電流輸入端口的電壓峰值限制為目標(biāo)電壓值；跟隨器電路，跟隨器電路的輸入端與正極端子電連接，跟隨器電路的輸出端通過第一二極管和第二二極管電連接至正極端子，且跟隨器電路的輸出端與正向限壓電路和負(fù)向限壓電路均電連接；其中，第一二極管與第二二極管反向并聯(lián)。
6、在該技術(shù)方案中，保護(hù)電路用于對(duì)電流檢測(cè)電路在進(jìn)行電流量程切換的操作進(jìn)行保護(hù)，其中，電流檢測(cè)電路用于檢測(cè)電信號(hào)的信號(hào)值的大小，比如用于測(cè)量電流大小或者電壓大小。示例性地，電流檢測(cè)電路應(yīng)用于電測(cè)量儀表，示例性地，電測(cè)量儀表包括電壓表、電流表、功率表等。本申請(qǐng)將上述電測(cè)量儀表簡稱為電量表。
7、保護(hù)電路包括輸入電路、雙向限壓電路和跟隨器電路。其中，輸入電路包括電流輸入端口和電流電壓轉(zhuǎn)換單元，增加雙向限壓電路與電流輸入端口并聯(lián)，經(jīng)過電流輸入端口輸入的待測(cè)量信號(hào)的電壓峰值，會(huì)在雙向限壓電路的作用下，被限制在一個(gè)安全的目標(biāo)電壓值之下。跟隨器的輸入端與輸入電路的正極端子電連接，跟隨器電路的輸出端通過兩個(gè)反向并聯(lián)的二極管，即上述第一二極管和第二二極管連接到輸入電路的正極端子，同時(shí)也連接到正向限壓電路和負(fù)向限壓電路。
8、因此即使此時(shí)電量表尚未切換至正確的量程，由于輸入信號(hào)的電壓峰值被限制，因此最終經(jīng)過電流電壓轉(zhuǎn)換單元后，被施加到采樣電阻的電流也不會(huì)超過設(shè)計(jì)時(shí)的安全范圍，從而避免采樣電阻受到遠(yuǎn)大于安全閾值的功率沖擊，防止出現(xiàn)采樣電阻變值損壞的問題。
9、通過設(shè)置跟隨器電路，使得雙向保護(hù)不會(huì)對(duì)輸入電流產(chǎn)生分流，從而避免雙向保護(hù)電路影響電流檢測(cè)的精度，即不會(huì)對(duì)應(yīng)用了該保護(hù)電路的電流檢測(cè)電路的檢測(cè)精度產(chǎn)生負(fù)面影響。
10、本申請(qǐng)通過限制量程切換過程中電流輸入端口的電壓，能夠顯著減小多量程電流電壓轉(zhuǎn)換單元中高精密采樣電阻所受電流沖擊的幅度，確保采樣電阻不損壞，能夠有效提高儀表整體的可靠性，同時(shí)通過設(shè)置跟隨器，使得雙向保護(hù)不會(huì)對(duì)輸入電流產(chǎn)生分流，不會(huì)對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生影響。
11、另外，本專利技術(shù)提供的上述技術(shù)方案中的保護(hù)電路還可以具有如下附加技術(shù)特征：
12、在本申請(qǐng)的一些技術(shù)方案中，可選地，跟隨器電路包括：運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的輸入正極與正極端子電連接；第一電阻，第一電阻與運(yùn)算放大器的輸出端電連接，第一電阻的第二端形成為跟隨器電路的輸出端，運(yùn)算放大器的輸入負(fù)極與第一電阻的第二端電連接。
13、在該技術(shù)方案中，跟隨器電路包括運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的輸入正極連接至正極端子，運(yùn)算放大器的輸入正極同樣也形成為跟隨器電路的輸入端。運(yùn)算放大器的輸出端串聯(lián)第一電阻后，形成為跟隨器電路的輸出端，并連接至運(yùn)算放大器的輸入負(fù)極。通過在運(yùn)算放大器的輸出端串聯(lián)第一電阻，通過第一電阻實(shí)現(xiàn)鉗位電路作用，能夠?qū)\(yùn)算放大器的輸出電流起到限制作用。
14、通過設(shè)置跟隨器電路，能夠抑制雙向保護(hù)電路對(duì)輸入電流的分流作用，使得雙向保護(hù)電路不會(huì)影響輸入電流的大小，從而保證應(yīng)用了該保護(hù)電路的電流檢測(cè)電路的檢測(cè)精度。
15、在本申請(qǐng)的一些技術(shù)方案中，可選地，跟隨器電路還包括：第二電阻，第二電阻串聯(lián)于運(yùn)算放大器的輸入正極與正極端子之間；第一電容，第一電容的第一端與運(yùn)算放大器的輸入正極本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種保護(hù)電路，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述跟隨器電路包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述跟隨器電路還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述跟隨器電路還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述正向限壓電路包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述電流電壓轉(zhuǎn)換單元包括多個(gè)量程選通支路，所述保護(hù)電路還包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述正向限壓電源的電源電壓與所述負(fù)向限壓電源的電源電壓互為相反數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述正向限壓電源包括第四電阻和第三二極管，所述第四電阻的第一端用于接收第一電信號(hào)，所述第四電阻的第二端與所述第三二極管的正極電連接，所述第三二極管的負(fù)極與所述負(fù)極端子電連接；
9.一種電流檢測(cè)電路，其特征在于，包括：
10.一種電測(cè)量儀表，其特征在于，包括：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種保護(hù)電路，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述跟隨器電路包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述跟隨器電路還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述跟隨器電路還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述正向限壓電路包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述電流電壓轉(zhuǎn)換單元包括多個(gè)量程選通支路，所述保護(hù)電路還包括...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：范家閂，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：深圳市科陸電子科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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