一種電網(wǎng)信號采集濾波電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電網(wǎng)信號采集領(lǐng)域，尤其涉及一種電網(wǎng)信號采集濾波電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電網(wǎng)信號調(diào)理電路中往往缺失電壓與電流信號濾波電路，它們往往依賴高性能的電壓傳感器和電流鉗，但是經(jīng)過二者調(diào)理的電網(wǎng)信號并不總是很準(zhǔn)確，還有一些噪聲，諧波等。想要保證準(zhǔn)確度就無疑要要求高性能，進(jìn)而增加成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種電網(wǎng)信號采集濾波電路，其易操作實現(xiàn)，對電壓傳感器和電流鉗的性能要求降低，從而降低了成本，并且該電路濾波效果好，能夠保證電網(wǎng)信號采集的準(zhǔn)確性。
[0004]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種電網(wǎng)信號采集濾波電路，該電路包括電壓傳感器、電流互感器、電壓濾波電路以及電流濾波電路，所述電壓傳感器采集三相電壓信號，其輸出端與電壓濾波電路連接，電壓傳感器通過帶接線夾的導(dǎo)線與現(xiàn)場的電壓接線端子連接，電流互感器采用電流探頭，通過電流鉗取得，電流互感器的輸出端連接電流濾波電路，通過設(shè)置一電源供電電路與電壓傳感器、電壓濾波傳感器以及電流濾波電路連接供電。
[0005]進(jìn)一步地，所述電壓濾波電路采用壓控電壓源低通濾波器。
[0006]進(jìn)一步地，電流濾波電路采用雙二次低通濾波器。
[0007]進(jìn)一步地，電壓傳感器采用CHV-50P型閉環(huán)霍爾電壓傳感器。
[0008]進(jìn)一步地，電流互感器采用CP8100L型電流探頭。
[0009]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于:本實用新型中電壓傳感器輸出的電壓信號摻雜有大量諧波信號，導(dǎo)致波形發(fā)生部分失真，已非理想情況下的正弦信號波形，電壓濾波電路對其進(jìn)行濾波處理，確保采集到的電壓信號準(zhǔn)確。電流探頭轉(zhuǎn)換后的電壓信號，輸出幅值很小，為保證采集效果，電流濾波電路在濾除高次諧波和噪聲干擾的基礎(chǔ)上對電流探頭輸出的電流信號進(jìn)行適當(dāng)倍數(shù)的放大，確保采集到精確的結(jié)果。
[0010]本新型電路對電壓傳感器和電流鉗的性能要求降低，從而降低了成本，并且該電路濾波效果好，能夠保證電網(wǎng)信號采集的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型實施例提供的結(jié)構(gòu)框圖；
[0012]圖2是本實用新型實施例提供的電壓濾波電路電路圖；
[0013]圖3是本實用新型實施例提供的電流濾波電路電路圖；
[0014]圖4是本實用新型實施例提供的電源供電電路電路圖。
【具體實施方式】
[0015]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0016]參見圖1，一種電網(wǎng)信號采集濾波電路，該電路包括電壓傳感器、電流互感器、電壓濾波電路以及電流濾波電路，所述電壓傳感器采集三相電壓信號，其輸出端與電壓濾波電路連接，電壓傳感器通過帶接線夾的導(dǎo)線與現(xiàn)場的電壓接線端子連接，電流互感器采用電流探頭，通過電流鉗取得，電流互感器的輸出端連接電流濾波電路，通過設(shè)置一電源供電電路與電壓傳感器、電壓濾波傳感器以及電流濾波電路連接供電。各相電壓信號經(jīng)過電壓傳感器后接入壓控電壓源低通濾波器，電壓濾波電路可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，截止頻率等設(shè)計指標(biāo)。經(jīng)過濾波的電壓信號接入A/D轉(zhuǎn)換器，電流互感器采用電流探頭，電流信號的獲取通過電流鉗取得。電流探頭的轉(zhuǎn)換量程有100mV/A，10mV/A。實際配電柜中，電流互感器電流根據(jù)負(fù)荷的不同為0-5A。電流濾波電路采用雙二次低通濾波器，其具有很好的調(diào)整性和穩(wěn)定性，可以根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的量程來調(diào)節(jié)增益大小，從而略去放大電路。電流信號經(jīng)過電流探頭經(jīng)過電流濾波電路調(diào)理后的電壓信號也接入A/D轉(zhuǎn)換器。電壓傳感器和運(yùn)算放大器電源由電源供電電路提供，電源電路通過變壓器將市電變換成較低的電壓，經(jīng)過整流濾波后，在通過線性電壓調(diào)節(jié)器給整個電路供電。
[0017]本實施例中，電壓濾波電路采用壓控電壓源低通濾波器。電流濾波電路采用雙二次低通濾波器。電壓傳感器采用CHV-50P型閉環(huán)霍爾電壓傳感器。電流互感器采用CP8100L型電流探頭。
[0018]參見圖2，三相電壓分別接入電壓傳感器CHV-50P電壓輸入電壓正IN+、輸入電壓負(fù)IN-。電源正+、電源負(fù)-接直流電壓12V，為電壓傳感器供電。電壓傳感器CHV-50P的M為輸出端，測量電阻R30a、電阻R30b、電阻R30c與輸出端電壓傳感器CHV-50P的M端連接，另一端與正、負(fù)電源的公共地(OV)相連。電壓濾波電路采用二階壓控電壓源低通濾波器。其由兩個RC環(huán)節(jié)和同相比例放大電路(U8a、U8b、U8c)構(gòu)成。也可進(jìn)一步采用高階偶次濾波器，其由二個或多個二階濾波器級聯(lián)而成。為減小輸入偏置電流及其漂移對電路的影響，應(yīng)使R31+R32 = R33 Il R34。由截止頻率可以確定濾波電容C14、濾波電容C15的大小。根據(jù)設(shè)計指標(biāo)通帶內(nèi)放大倍數(shù)A= 1+R34/R33。再與電阻標(biāo)稱值比較，可以確定各個元器件參數(shù)的大小。在低階時用5%的標(biāo)稱電阻就能得到滿意的結(jié)果，圖2中用的是二階。對于五階和六階，應(yīng)用容差為2%的電阻。對于電容，低階(n ^ 4)時容差為10%滿足要求。濾波器每節(jié)的增益為1+R34/R33，用一個電位器代替電阻R33、電阻R34，可把增益調(diào)整到準(zhǔn)確的值?？梢詫㈦娢黄鞯闹行某轭^連接到運(yùn)算放大器的反相輸入端。運(yùn)算放大器采用常用的741C。電路所用網(wǎng)絡(luò)原件少，特性容易調(diào)整，輸出阻抗低，元件值分布范圍小，可以用一個電位器調(diào)整電路增益，易滿足設(shè)計要求。
[0019]參見圖3，鉗式電流探頭獲得電流信號接入電流濾波電路。電流濾波電路采用二階雙二次低通濾波器，如圖3所示，也可將其級聯(lián)組成高階濾波器。以a相為例，該電路有積分器U4與積分器U6輸入輸出串聯(lián)后，與作為單位增益反相放大器第三運(yùn)算放大器U5連接，目的在于極性反轉(zhuǎn)?？梢酝ㄟ^查表確定元器件的值。在低階時用5%的標(biāo)稱電阻就能得到滿意的結(jié)果。對于五階和六階，應(yīng)用容差為2%的電阻，所有情況都應(yīng)選用和表中所查的數(shù)值最接近的電阻值。對于電容，低階(n ^ 4)時容差為10%滿足要求為了獲得最佳性能。電流濾波器的響應(yīng)可以通過調(diào)節(jié)電阻R8，電阻R9，電阻RlO阻值方便的加以調(diào)整。改變電阻R8影響增益，改變電阻R9影響通帶響應(yīng)，改變電阻RlO則改變截止頻率。該電流濾波器具有非常好的調(diào)整特性和穩(wěn)定性，便于多節(jié)電路級聯(lián)，而且降低了對無源器件的靈敏度，也沒有過大的元件值分布。因為所有的運(yùn)算放大器都工作在反相方式，所以電路不會受到共模限制的影響。
[0020]參見圖4，模塊header3是經(jīng)變壓器將220v轉(zhuǎn)化為18V交流電，然后連接整流橋U1，經(jīng)過整流后的正電壓輸出端連接正電壓可調(diào)的穩(wěn)壓器U2，經(jīng)過整流后的負(fù)電壓輸出端連接負(fù)電壓可調(diào)的穩(wěn)壓器U3，將穩(wěn)壓后連接的電容Cl，電容C3起濾波作用，連接的電容C2，電容C4為高頻補(bǔ)償電容為了減少紋波電壓，在穩(wěn)壓器控制端加上一個電容，例如正電壓可調(diào)的穩(wěn)壓器U2的控制端連接一電容Cadj，在穩(wěn)壓器的輸入與輸入連接保護(hù)二極管，例如在穩(wěn)壓器U2的輸入與輸出兩端連接保護(hù)二極管D1，在電壓的輸出端連接發(fā)光二極管，例如在穩(wěn)壓器U2的輸出端連接發(fā)光二極管D3起指示作用。穩(wěn)壓器的輸出端與控制端的電壓差，經(jīng)過滑動變阻器R3與電阻Rl分壓，從而得到O到12V的直流電壓。
[0021]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(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電網(wǎng)信號采集濾波電路，其特征在于，該電路包括電壓傳感器、電流互感器、電壓濾波電路以及電流濾波電路，所述電壓傳感器采集三相電壓信號，其輸出端與電壓濾波電路連接，電壓傳感器通過帶接線夾的導(dǎo)線與現(xiàn)場的電壓接線端子連接，電流互感器采用電流探頭，通過電流鉗取得，電流互感器的輸出端連接電流濾波電路，通過設(shè)置一電源供電電路與電壓傳感器、電壓濾波傳感器以及電流濾波電路連接供電。2.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)信號采集濾波電路，其特征在于，所述電壓濾波電路采用壓控電壓源低通濾波器。3.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)信號采集濾波電路，其特征在于，電流濾波電路采用雙二次低通濾波器。4.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)信號采集濾波電路，其特征在于，電壓傳感器采用CHV-50P型閉環(huán)霍爾電壓傳感器。5.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)信號采集濾波電路，其特征在于，電流互感器采用CP8100L型電流探頭。
【專利摘要】本實用新型屬于電網(wǎng)信號采集領(lǐng)域，尤其涉及一種電網(wǎng)信號采集濾波電路。該電路包括電壓傳感器、電流互感器、電壓濾波電路以及電流濾波電路，所述電壓傳感器采集三相電壓信號，其輸出端與電壓濾波電路連接，電壓傳感器通過帶接線夾的導(dǎo)線與現(xiàn)場的電壓接線端子連接，電流互感器采用電流探頭，通過電流鉗取得，電流互感器的輸出端連接電流濾波電路，通過設(shè)置一電源供電電路與電壓傳感器、電壓濾波傳感器以及電流濾波電路連接供電。本新型電路對電壓傳感器和電流鉗的性能要求降低，從而降低了成本，并且該電路濾波效果好，能夠保證電網(wǎng)信號采集的準(zhǔn)確性。
【IPC分類】G01R15/00, G01R19/25
【公開號】CN205067583
【申請?zhí)枴緾N201520622701
【發(fā)明人】孫淑琴, 曹華松, 張秉仁
【申請人】吉林大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年8月18日