一種具有自適應(yīng)功能的檢測三相交流電壓、電流裝置及方法，涉及電力、電子技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括三相交流電壓檢測電路、電壓檢測模擬開關(guān)電路、電壓檢測放大濾波電路、三相交流電流檢測電路、電流檢測模擬開關(guān)電路、電流檢測放大濾波電路、模擬量采集電路、主控制芯片電路、電壓基準(zhǔn)源電路、系統(tǒng)復(fù)位電路、電源管理電路，還提出一種使用該裝置的測量方法，可以實(shí)現(xiàn)放大系數(shù)的自適應(yīng)，可以避免因放大電阻等電氣元件的誤差帶來的測量誤差，使測量結(jié)果精確。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電力、電子
，特別是提供了一種，適用于大功率變流器及與電力相關(guān)的三相交流電壓、電流檢測。
技術(shù)介紹
隨著電力電子、智能電網(wǎng)、新能源等技術(shù)的發(fā)展，對三相電網(wǎng)電壓、電流的檢測的準(zhǔn)確性、實(shí)時性等提出了更高的要求。在電力電子領(lǐng)域，大功率整流器、大功率光伏逆變器等要實(shí)現(xiàn)高性能的控制、更好的控制電能質(zhì)量、輸出更小的諧波電流，首先要保證三相電壓、電流的檢測精度、準(zhǔn)確性。 隨著智能電網(wǎng)和新能源技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)電網(wǎng)的電能質(zhì)量控制、諧波控制、潮流計(jì)算等技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)，所有這些技術(shù)的基礎(chǔ)是對電網(wǎng)三相電壓、電流的準(zhǔn)確檢測。目前的測量裝置針對不同的測量對象，不同的電壓、電流范圍，在調(diào)整硬件放大系數(shù)的同時，還要調(diào)整軟件，軟件要知道準(zhǔn)確的放大系數(shù)，并且放大系數(shù)的誤差直接導(dǎo)致測量誤差。針對電力電子、智能電網(wǎng)、新能源等領(lǐng)域的共性問題，設(shè)計(jì)了具有自適應(yīng)功能的三相交流電壓、電流檢測裝置，本裝置可以根據(jù)不同的電壓、電流范圍，簡單的調(diào)整硬件系統(tǒng)，而不用修改軟件，利用校準(zhǔn)方法，能實(shí)現(xiàn)對電壓、電流的精確測量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種。具有精度高、可同時采集三相交流電壓、電流的優(yōu)點(diǎn)，并且具有自動校準(zhǔn)等功能。本專利技術(shù)包括三相交流電壓檢測電路I、電壓檢測模擬開關(guān)電路2、電壓檢測放大濾波電路3、三相交流電流檢測電路4、電流檢測模擬開關(guān)電路5、電流檢測放大濾波電路6、模擬量采集電路7、主控制芯片電路8、電壓基準(zhǔn)源電路9、系統(tǒng)復(fù)位電路10、電源管理電路11。其中三相交流電壓檢測電路I與電壓檢測模擬開關(guān)2相連，電壓基準(zhǔn)源電路9與電壓檢測模擬開關(guān)2相連，主控制芯片電路8通過發(fā)出控制信號選擇三相交流電壓信號I還是電壓基準(zhǔn)源信號9輸出到電壓檢測放大濾波電路3。三相交流電流檢測電路4與電流檢測模擬開關(guān)5相連，電壓基準(zhǔn)源電路9與電流檢測模擬開關(guān)5相連，主控制芯片電路8通過發(fā)出控制信號選擇三相交流電流信號4還是電壓基準(zhǔn)源信號9輸出到電流檢測放大濾波電路6。電壓檢測放大濾波電路3與電流檢測放大濾波電路6分別與模擬量采集電路7相連，將三相交流電壓、電流信號放大濾波后，送到AD采集芯片。模擬量采集電路7還與電壓基準(zhǔn)源電路9相連，電壓基準(zhǔn)源電路9為模擬采集電路7提供電壓基準(zhǔn)。模擬量采集電路7與主控制芯片電路8相連，主控制芯片通過IO控制模擬量的采集過程，同時通過數(shù)據(jù)總線讀取AD采集的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)復(fù)位電路10與主控制芯片電路8相連，系統(tǒng)復(fù)位電路10為主控制芯片電路提供上電復(fù)位和手動復(fù)位。電源管理芯片電路同時供電給三相交流電壓檢測電路I、電壓檢測模擬開關(guān) 電路2、電壓檢測放大濾波電路3、三相交流電流檢測電路4、電流檢測模擬開關(guān)電路5、電流檢測放大濾波電路6、模擬量采集電路7、主控制芯片電路8、電壓基準(zhǔn)源電路9、系統(tǒng)復(fù)位電路10。所述的三相交流電壓檢測電路I，包括A相、B相、C相檢測電路，三相檢測電路結(jié)構(gòu)相同，以A相為例包括3個電阻和一個電壓霍爾傳感器。通過電阻將交流電壓變成電流信號，接到電壓霍爾傳感器，電壓霍爾傳感器輸出電流信號通過電阻變成電壓信號。B相、C相檢測電路與A相相同，電壓霍爾傳感器供電電壓為±15V。所述的電壓檢測模擬開關(guān)電路2，由I個模擬開關(guān)芯片12構(gòu)成，模擬開關(guān)芯片包括三個通道，每個通道一個二選一模擬開關(guān)，由一個控制信號選擇。三個通道分別接三相電壓檢測信號的A相、B相、C相。以A相為例，模擬開關(guān)的第一通道，模擬開關(guān)的第I個輸入端接電網(wǎng)電壓信號，模擬開關(guān)第2個輸入端接基準(zhǔn)電壓，模擬開關(guān)輸出接放大濾波電路，通過模擬開關(guān)切換，分別測量電網(wǎng)電壓信號和基準(zhǔn)電壓信號。B相、C相與A相原理相同，模擬開關(guān)的供電電壓為±5V。 所述的電壓檢測放大濾波電路3，由A相電壓放大濾波電路13、B相電壓放大濾波電路14、C相電壓放大濾波電路15組成，三個電壓放大濾波電路結(jié)構(gòu)相同。以A相放大濾波電路13為例，由差分輸入電路，正向放大電路，二階濾波電路組成。B相、C相電路結(jié)構(gòu)與A相相同。所述的三相交流電流檢測電路4，包括A相、B相和C相電流檢測電路，每相電流檢測電路由電流霍爾及外圍電路構(gòu)成，三相電路結(jié)構(gòu)相同。以A相為例，包括電流霍爾和采樣電阻，電流霍爾將電網(wǎng)的電流轉(zhuǎn)換成弱的電流信號，電流霍爾輸出的弱電流信號經(jīng)過采樣電阻變成電壓信號。B相、C相電路結(jié)構(gòu)與A相相同，電流霍爾傳感器供電電壓±15V。所述的電流檢測模擬開關(guān)電路5，由模擬開關(guān)芯片16構(gòu)成。模擬開關(guān)芯片16包括三個通道，每個通道有一個二選一模擬開關(guān)電路。三個通道分別接三相電流檢測信號的A相、B相、C相。以A相為例，電網(wǎng)電流信號接模擬開關(guān)第一通道第I個輸入接口，基準(zhǔn)電壓接模擬開關(guān)第一通道的第2個輸入接口，模擬開關(guān)輸出接放大濾波電路，通過模擬開關(guān)切換，分別測量電網(wǎng)電流信號和基準(zhǔn)電壓信號。B相、C相與A相原理相同。所述的電流檢測放大濾波電路6，由A相電流檢測放大濾波電路17、B相電流檢測放大濾波電路18、C相電流檢測放大濾波電路19組成，三個電路結(jié)構(gòu)相同。以A相放大濾波電路17為例，由差分輸入電路，正向放大電路，二階濾波電路組成。B相、C相電路結(jié)構(gòu)與A相相同。所述的模擬量采集電路7，由AD采集芯片及外圍電阻、電容構(gòu)成。AD采集芯片由8個輸入通道，可同時開始采集，采集芯片采用外部高精度基準(zhǔn)源，模擬量的輸入范圍在-10疒10V，AD芯片與主控制芯片電路8采用并行接口讀取數(shù)據(jù)。所述的主控制芯片電路8，由DSP芯片、晶體振蕩器、濾波電容、上拉電阻構(gòu)成。DSP芯片控制模擬開關(guān)，AD采集芯片，并通過并行接口讀取AD采集數(shù)據(jù)。晶體振蕩器為DSP提供時鐘。所述的系統(tǒng)復(fù)位電路10，由I個復(fù)位芯片、5個電阻和I個按鍵構(gòu)成,通過按動按鍵可使系統(tǒng)復(fù)位；電路的電壓跌落也會使系統(tǒng)復(fù)位。所述的電壓基準(zhǔn)源電路9，由基準(zhǔn)源芯片、放大器及電阻構(gòu)成。基準(zhǔn)源芯片輸出基準(zhǔn)電壓2. 5V，2個電阻分壓輸出電壓I. 25V，1. 25V電壓通過一個放大器輸出I. 25V基準(zhǔn)電壓。所述的電源管理電路11包括24V/±15V電路20、24V/5V電路21、+15V/+5V電路22、-15V/-5V 電路 23、5V/3. 3V 電路 24、5V/1. 9V 電路 25。其中 24V/±15V 電路 20 由 7 個濾波電容與一個DC/DC電源組成，給模擬電路和霍爾傳感器供電。24V/5V電路21由2個濾波電容與一個DC/DC電源組成，給數(shù)字電路供電。+15V/+5V電路22由2個濾波電容與一個電源芯片組成，給模擬開關(guān)芯片、AD采集芯片和基準(zhǔn)源芯片供電。-15V/-5V電路23由2個濾波電容與一個電源芯片組成，給模擬開關(guān)芯片供電。5V/3. 3V電路24由4個濾波電容與一個電源芯片組成，給主控制器芯片供電。5V/1.9V電路25由4個濾波電容、2個電阻和一個電源芯片組成，給主控制器芯片供電。使用所述裝置的測量方法為(I)模擬開關(guān)通過主控制器發(fā)出控制信號，將電壓測量電路的模擬開關(guān)接通2. 5V 基準(zhǔn)源V2.5V，通過放大濾波、通過AD采集電路，DSP獲取數(shù)字量DUaMf、Dubref, Ducref0(2)模擬開關(guān)通過主控制器發(fā)出控制信號，將電流測量電路的模擬開關(guān)接通I.25V 基準(zhǔn)源 V1.25V，通過 AD 采集，DSP 獲取數(shù)字量 Dlmef、Dltoe本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種具有自適應(yīng)功能的檢測三相交流電壓、交流電流的裝置，其特征在于，包括：三相交流電壓檢測電路（1）、電壓檢測模擬開關(guān)電路（2）、電壓檢測放大濾波電路（3）、三相交流電流檢測電路（4）、電流檢測模擬開關(guān)電路（5）、電流檢測放大濾波電路（6）、模擬量采集電路（7）、主控制芯片電路（8）、電壓基準(zhǔn)源電路（9）、系統(tǒng)復(fù)位電路（10）、電源管理電路（11）；其中三相交流電壓檢測電路（1）與電壓檢測模擬開關(guān)（2）相連，電壓檢測模擬開關(guān)（2）與電壓檢測放大濾波電路（3）相連，電壓基準(zhǔn)源電路（9）與電壓檢測模擬開關(guān)（2）相連；三相交流電流檢測電路（4）與電流檢測模擬開關(guān)（5）相連，電流檢測模擬開關(guān)（5）與電流檢測放大濾波電路（6）相連，電壓基準(zhǔn)源電路（9）與電流檢測模擬開關(guān)（5）相連；電壓檢測放大濾波電路（3）與電流檢測放大濾波電路（6）分別于模擬量采集電路（7）相連；模擬量采集電路（7）還與電壓基準(zhǔn)源電路9相連，模擬量采集電路7與主控制芯片電路8相連。系統(tǒng)復(fù)位電路（10）與主控制芯片電路（8）相連；電源管理芯片電路（11）與三相交流電壓檢測電路（1）、電壓檢測模擬開關(guān)電路（2）、電壓檢測放大濾波電路（3）、三相交流電流檢測電路（4）、電流檢測模擬開關(guān)電路（5）、電流檢測放大濾波電路（6）、模擬量采集電路（7）、主控制芯片電路（8）、電壓基準(zhǔn)源電路（9）、系統(tǒng)復(fù)位電路（10）相連。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：石志學(xué)，于立業(yè)，張?jiān)瀑F，楊艷，郭艷鵬，王金峰，金傳付，吉文杰，陳可，
申請(專利權(quán))人：冶金自動化研究設(shè)計(jì)院，云南金自綠電科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。