[实用新型]一种交流电压检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电网交流电压测量领域，具体应用于智能无功补偿测控装置及功率因素控制器的交流电压检测装置。

背景技术

交流电网电压对家用电器、工业自动化设备、仪器仪表的正常使用及其使用寿命有很大的影响，电压过高往往缩短其使用寿命甚至造成烧毁，而电压过低可能造成设备不能正常启动等故障。同时电网的负荷及分布情况也可以由电网电压数值来间接反映，因此对交流电网系统进行高精度、多参数的测量，是充分了解电网运行状况，寻求并解决电力系统出现的问题的重要途径。

常用的电网电压检测方法是用分立元件将交流电压经过整流滤波转换为直流信号，然后由直流电压检测芯片进行检测。该检测方案的优点是简单直接地反映电网电压的大小。缺点是，电路硬件设计复杂，参数不容易确定、测量精度也往往不高，不能实时地反映出电网电压的具体情况。

实用新型内容

针对上述已有技术存在的不足，本实用新型提供一种结构简洁、功能齐全、质量可靠高精度电网交流电压的检测电路。其能很好地做到了强弱电隔离，采样高速32位MCU处理且内置A/D转换使得电路硬件设计简单有效，更可以通过LCD显示屏直接观察交流电压的波形。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种交流电压检测装置，其特征在于：主要包括交流电压采样和转换电路、输入滤波电路、单极性转换电路、MCU及LCD显示装置；交流电压采样和转换电路与输入滤波电路、单极性转换电路顺序连接后将信号输入至MCU，MCU处理信号后在LCD显示装置上显示检测结果。

所述的交流电压采样和转换电路，其主要包括一电压互感器，电压互感器输出端与原边电路电隔离，电压互感器与被测量电路并联连接。

所述的电压互感器的输出侧端串联电阻，并通过双电源运算放大器将交流电流信号转换电压信号。

所述的输入滤波电路，其由一个电阻和一个电容组成。

所述的单极性转换电路包括一OP放大器，OP放大器将双极性电压信号转换成单极性电压信号。

采用上述方案后，采样电压互感器实现高低压隔离，使电路性能安全可靠，抗干扰能力更强。结构简洁、功能齐全、质量可靠高精度电网交流电压的检测电路。其能很好地做到了强弱电隔离，采样高速32位MCU处理且内置A/D转换使得电路硬件设计简单有效，更可以通过LCD显示屏直接观察交流电压的波形。

附图说明

图1是本实用新型的工作原理图。

具体实施方式

下面依据附图对本实用新型做进一步的详细说明：

如图1所示的一种交流电压检测装置，主要包括交流电压采样和转换电路、输入滤波电路、单极性转换电路、MCU及LCD显示装置；交流电压采样和转换电路与输入滤波电路、单极性转换电路顺序连接后将信号输入至MCU，MCU处理信号后在LCD显示装置上显示检测结果。

其中交流电压采样和转换电路通过电压互感器TYPT31C实现。TYPT31型电压互感器输出端与原边电路是电隔离的，互感器通过与模块原边电路串联的电阻与被测量电路并联连接，输出电流正比于原边电压。另外为了抑制高频噪声和尖峰干扰，在交流输入侧串联了两个六孔磁珠。为了MCU的A/D转换通道检测，必须把输出电流转换为电压，所以在电压互感器的输出侧串联了电阻并通过双电源运算放大器OP07C成功将交流电流信号转换电压信号。克服了单电源放大器工作中不能完全0V电压输出的问题。一般高精度OP放大器的DC特性都很优秀，而频率特性和转换速率等交流特性差，所以由一个电阻和一个电容组成RC低通输入滤波电路，用来衰减高频噪声，防止输入信号频率高时，转换速率不足而发生失真，将一部分交流变成了直流成分。单极性转换电路通过高精度mV级的OP放大器TLC2274AI实现，将双极性电压信号转换成单极性电压信号，以便满足MCU输入0-3.3V电压信号的要求。MCU采用32位cortex-m3系列芯片，内置A/D转换，运算速度更快，测量精度更高。最后通过LCD屏显示实时反映电网电压信息。

有益效果（技术特征直接带来的、或者是由技术特征产生必然的技术效果）：本实用新型具有如下优点：

1、采样电压互感器实现高低压隔离，使电路性能安全可靠，抗干扰能力更强；

2、硬件电路简单，有效；

3、RC低通滤波，及六孔磁珠，有效地抑制高频噪声和尖峰干扰；

4、采样mV级别高精度OP放大器，保证了测量的准确性；

5、采用高性能单片机，具有运算速度快，采样精度高的特点；