[发明专利]新型数字互感隔离装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子、电能表计量技术等领域。具体涉及一种新型数字互感隔离装置。

背景技术

在电力传输计量系统中，线路中的电流大小差异较大，为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压一般比较高。电流互感器(Current transformer简称CT)和电压互感器(Potential transformer简称PT)就起到电流电压变换和电气隔离作用。互感器根据电磁感应原理工作，一次绕组接被测电流的绕组,二次绕组接测量仪表。电磁感应中的励磁电流是误差的主要根源，加上互感器受到由于短路引起的巨大电流的热效应和电动力作用，增加了信号转换的误差,以及CT或PT的非线性特性，也会导致误差的增加，另外误差与一次回路电流及二次负载，电流电压的频率等因素存在关系。

目前，常见的信号采集与应用实际中，信号的采集与信号的处理电路没有隔离，或者采用光耦或变压器等传统的技术手段进行隔离。传统的互感器可以使一、二次侧相互隔离，从而提高使用的安全性，并增强应用电路的干扰能力。但是传统的互感器，当被测信号存在直流分量时，不仅会严重影响其计量精度，还会导致互感器发热。且隔离器件的非线性，也会导致被测信号传输到ADC采集时，增加测量结果的误差。被测信号如果通过电阻网络分压，避免电压、负载、频率和温度变化所引起的误差可以忽略不计，但是不能隔离强电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型数字互感隔离装置。

新型数字互感隔离装置，其实现内容包括：数字互感从端接口(1)、数字互感主端接口(10)、脉冲互感耦合线圈(9)、PLL与时钟恢复电路(2)、ADC转换器(3)、参考校正电压(4)、电源与复位(5)、被测信号(7)、信号增益调理(6)、电源供电信号(11)、时钟产生信号(12)、数据接收(13)、命令与数据发送(14)。

被测信号(7)通过信号增益调理(6)，将需要测量的强电信号或弱电需要隔离的信号进行信号整形调理，送到ADC转换器(3)，送入信号通过滤波整形等调理，再输入到ADC转换器(3)进行转换。

数字互感从端接口(1)可以接收数字互感主端接口(10)发送的电源能量信号，时钟信号和控制命令信号。并将这些信号进行解析送入不同的电路进行处理。

PLL与时钟恢复电路(2)通过数字互感从端接口(1)的时钟信号进行时钟恢复和提取。并通过PLL进行时钟倍频，给信号传感器采集转换电路作为工作时钟。

电源与复位(5)通过数字互感从端接口(1)的电源能量信号进行提取整形为稳定的规范电源，给信号传感器采集转换电路作为工作电压。

ADC转换器(3)将被测信号(7)通过信号增益调理(6)输出的模拟信号进行A/D转换，将信号转为数字采样信号。

参考校正电压(4)为ADC转换器(3)工作提供高稳定和较高精度的参考电压。

数字互感主端接口(10)通过脉冲互感耦合线圈(9)，向数字互感从端接口(1)提供电源能量信号，时钟信号和控制命令信号。

电源供电信号(11)提供电源能量信号，时钟产生信号(12)提供时钟信号。命令与数据发送(14)提供发送数据传输和数据接收(13)为接收到的被测信号采集数据。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：常见的信号采集与应用实际中，信号的采集与信号的处理电路没有隔离，或者采用光耦或变压器等传统的技术手段进行隔离。传统的互感器可以使一、二次侧相互隔离，但是传统的互感器，当被测信号存在直流分量时，不仅会严重影响其计量精度，还会导致互感器发热。且隔离器件的非线性，也会导致被测信号传输到ADC采集时，增加测量结果的误差。被测信号如果通过电阻网络分压，避免电压、负载、频率和温度变化所引起的误差可以忽略不计，但是不能隔离强电。本发明采用数字信号传感器芯片的新型脉冲隔离互感器，实现信号采集电路与计量应用电路的隔离，模拟量转化为数字量传输等。采用内嵌数字信号处理集成电路，搭配脉冲隔离互感器，可以较好的处理信号采集与计量应用之间的隔离问题。此方法与技术兼具上述采样方式的优点，同时传感器采集电路不再从被测信号系统上取电，直接由电能计量电路中隔离取电，实现在采集物理量时，大大降低传感器电路影响被测信号，提高对物理信号采集的准确度。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明新型数字互感隔离装置的整体结构示意图；

图2为本发明新型数字互感隔离装置的一实施例的示意图。