[发明专利]精简型交流电流过零点检测及幅值采样装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及到电机拖动、晶闸管控制领域，特指一种交流电流过零点检测及幅值采样装置。

背景技术

在现有技术中，电流采样电路大多过于复杂，其采用了过多的元器件，从而大大增加了硬件成本。通常的电流采样处理大多需要高性能DSP和极高速AD转换芯片，对于实时性能要求不高，成本控制严格的场合尚无独特的电路结构。在一般的常规电路中，如果同时实现电流幅值采样及电流过零点检测的话，将会使电路异常冗杂，设计复杂，成本更加提高。

目前，常规的电流采样电路如图1所示，均是采用高精度电流互感器，然后经过运算放大器加电压跟随器的方式。在上述结构中，电压跟随器主要起到隔离的作用，用以实现阻抗匹配；在A/D入口采用二极管钳位，防止A/D输入电压越界。上述电路结构能够实现电流的瞬时采集，具有较高的实时采集性能；该电路需要高性能的DSP将采集的数据进行实时处理，采用高速A/D转换芯片，再经过DSP软件处理，电流相位可以通过计算得到。但是，该电路结构的硬件成本及处理难度较高，A/D转换芯片和DSP不停歇的实时高速处理，消耗了大量的软硬件资源，并且该电路要有专门的正负电源供电。将采集到的交流电流经运算放大器转换为电压信号，还需要经过电压平移电路，将交流电压信号平移为0～3.3V单极性电压信号，然后送入DSP的A/D通道引脚。对于电压平移电路，要实现较为精确的电压平移，将双极性转换为单极性，需要耗费较多的调试时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、成本低廉、适用范围广、能够大大提高工作稳定性和可靠性的精简型交流电流过零点检测及幅值采样装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种精简型交流电流过零点检测及幅值采样装置，包括微处理器、电流互感器以及与电流互感器相连的电压幅值采样组件和电流过零点检测组件，所述电压幅值采样组件包括依次相连的整流桥、稳压管D18以及由电阻R38和电容C13组成的第一滤波电路，由电流互感器采样得到的电流值依次经整流桥、稳压管D18、第一滤波电路后输出直流电压信号至微处理器的AD转换端口供微处理器处理；所述电流过零点检测组件包括依次相连的由电阻R30、电阻R42和电容C11组成第二滤波电路以及差分比较器、施密特触发器，所述由电流互感器采样得到的电流值经第二滤波电路、差分比较器、施密特触发器后传送至于微处理器用于产生中断。

作为本发明的进一步改进：

所述施密特触发器后进一步设置用来限电流保护以防止微处理器中断口过流损坏的电阻R31。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的精简型交流电流过零点检测及幅值采样装置，结构精炼紧凑、性能优越，采用最少的元器件即可完成采样功能，达到了最高的效用，整个结构构思巧妙，节省了硬件成本，提高了电路的稳定性和可靠性，尤其适合对于成本控制严格的场合。

2、本发明的精简型交流电流过零点检测及幅值采样装置，适用于实时性要求不高的场合。速度较低的AD转换芯片也能在本电路中适用（包括串行AD转换芯片），低速单片机也可用于采样值的处理，本发明填补了在实时性要求不高时电流采样电路的空白。

3、本发明的精简型交流电流过零点检测及幅值采样装置，是单电源供电电路。高性能整流桥的使用令交流电流处理后转换成电压信号可以直接与AD转换端口接口，免除了专用正负供电电源及复杂的电压平移处理和繁琐的调试。

附图说明

图1是现有技术的电路原理示意图。

图2是本发明的电路原理示意图。

图例说明

1、电压幅值采样组件；2、电流过零点检测组件；3、电流互感器；4、AD转换端口；5、差分比较器；6、施密特触发器；7、整流桥；8、微处理器。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。