[发明专利]基于FPGA及磁平衡式互感器的电量数字化转换器

摘要

本发明涉及一种基于FPGA及磁平衡式互感器的电量数字化转换器，该转换器与电网连接，所述的转换器包括相互连接的磁平衡式互感器和FPGA芯片，所述的FPGA芯片包括依次连接的检测电路、处理电路和抑制信号输出电路，所述的检测电路输入端与磁平衡式互感器连接，所述的抑制信号输出电路输出端与磁平衡式互感器连接，所述的磁平衡式互感器与电网连接。与现有技术相比，本发明具有设计合理、结构简单，无需添加外设AD转换装置，将磁平衡式互感器直接与FPGA控制芯片互连；通过磁平衡式互感器与FPGA控制芯片的精度与快速处理能力，有效提高检测精度。

主权项

一种基于FPGA及磁平衡式互感器的电量数字化转换器，该转换器与电网连接，其特征在于，所述的转换器包括相互连接的磁平衡式互感器和FPGA芯片，所述的FPGA芯片包括依次连接的检测电路、处理电路和抑制信号输出电路，所述的检测电路输入端与磁平衡式互感器连接，所述的抑制信号输出电路输出端与磁平衡式互感器连接，所述的磁平衡式互感器与电网连接；所述的磁平衡式互感器包括两个，分别与第一磁平衡式互感器和第二磁平衡式互感器，所述的第一磁平衡式互感器的输入端直接与电网连接，所述的第二磁平衡式互感器的输入端通过电阻与电网连接，两个磁平衡式互感器的输出端均与检测电路连接；第一磁平衡式互感器用于电流检测，设三线圈匝数分别为n10、n11、n12；第二磁平衡式互感器用于电压检测，设其设三线圈匝数分别为n20、n21、n22；将两磁平衡式互感器的第三绕组与FPGA控制芯片相连，检测感应电流大小i1、i2；根据感应电流i1、i2大小，调整FPGA芯片输出的抑制电流信号i3、i4，让副边线圈在聚磁环中产生的磁场与第一、第三线圈的所产生的磁场相互抵消，从而使i1、i2为0；所述的处理电路对电信号的处理，包括；计算得到电流、电压、功率及功率因素参数值，并对采集的信号进行FFT变换，计算出各次谐波含量，得到THD值；所述的检测电路包括电流检测电路和电压检测电路，所述的电流检测电路与第一磁平衡式互感器连接，所述的电压检测电路与第二磁平衡式互感器连接；每个磁平衡式互感器均包括三个绕组，分别与第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述的第一绕组与电网连接，所述的第二绕组与检测电路连接，所述的第三绕组与抑制信号输出电路连接。