[发明专利]一种基于互感器单相交流电压检测保护电路

说明书

一种基于互感器单相交流电压检测保护电路，包括微控制器、基准电压电路、限流电路、电流电压转换电路、滤波电路、电压放大电路、波形变换电路；微控制器对经限流电路限流、并经电流电压转换电路转换、然后经滤波电路滤波、再经电压放大电路放大后的单相交流电压进行采集并抽样得到单相交流电压的抽样数据，计算实时单相交流电压，以与预设过压值、欠压值比较，高于过压值或低于欠压值时，控制外部继电器驱动电路关断电源；波形变换电路转换方波输出，微控制器采集方波以检测实时频率和过零点，检测到过零点时控制外部继电器驱动电路关断电源。实时、高精度、宽范围的检测单相交流电压有效值，并以有效值为依据对保护电路进行控制。

技术领域

本发明涉及控制电路技术领域，尤其涉及一种基于互感器单相交流电压检测保护电路。

背景技术

目前随着城市化建设加快，路灯智慧控制应用越来越广。目前路灯单灯控制器常用的单相交流电压检测方案主要有两大类：一种是基于单相电压互感器及二极管桥式整流滤波电路的方案，将单相交流电压变换成近似的直流电压信号输出；另一种是基于霍尔电压传感器的方案。

但目前这两个方案分别存在如下问题：

一是基于单相电压互感器及二极管桥式整流滤波电路的方案，尽管简单可靠，但由于二极管桥式整流电路有压降损失，不仅存在检测的非线性而且影响检测精度，也限制了电压检测范围，还存在着较大信号迟性；

二是基于霍尔电压传感器的方案由于价格昂贵而限制了其应用范围。

上述两种方案都没有根据采集的数据做相关保护控制；因此，如何设计一种基于互感器单相交流电压检测保护电路实现高性价比的交流电压有效值检测和保护电路方案，无疑将使路灯智能单灯控制器进一步小型化。

发明内容

本发明主要针对上述相关现有技术的不足与缺陷，提供一种基于互感器单相交流电压检测保护电路，能实时、高精度、宽范围的检测单相交流电压的有效值，并以有效值为依据对保护电路进行控制，适用于各类需要对单相交流电压有效值进行高精度实时监测与控制的应用场合。

为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

一种基于互感器单相交流电压检测保护电路，包括微控制器、基准电压电路，以及依次连接的限流电路、电流电压转换电路、滤波电路、电压放大电路、波形变换电路；

基准电压电路连接电压放大电路和波形变换电路，用于为电压放大电路和波形变换电路提供基准电压；

微控制器连接电压放大电路输出端，用于对经限流电路限流、并经电流电压转换电路转换、然后经滤波电路滤波、再经电压放大电路放大后的单相交流电压进行采集并抽样得到单相交流电压的抽样数据，并根据抽样数据计算实时单相交流电压，以与预设过压值、欠压值比较；

微控制器连接至外部继电器驱动电路，用于在实时单相交流电压高于过压值或低于欠压值时，输出驱动电平给外部继电器驱动电路，以使外部继电器驱动电路关断电源；

波形变换电路用于将电压放大电路放大后的单相交流电压转换为方波输出，微控制器连接波形变换电路输出端，用于采集方波以检测单相交流电的实时频率和过零点，并在检测到过零点时输出驱动电平给外部继电器驱动电路，以使外部继电器驱动电路关断电源。

微控制器通过外部串口通信电路连接至监控平台，用于将实时单相交流电压、实时频率、过零点信息，以及实时单相交流电压高于过压值或低于欠压值时的报警信息，通过外部串口通信电路发送至监控平台。

进一步，微控制器包括单片机，单片机的第一采样端口与电压放大电路的输出端口相连，单片机的第二采样端口与波形变换电路输出端口相连单片机的第一输出端口与外部继电器驱动电路的连接点相连，单片机的第一串口与外部串口通信电路的连接点相连。