[发明专利]一种针对非侵入式家居电力负荷监测装置的检测平台

摘要

本发明公开了一种针对非侵入式家居电力负荷监测装置的检测平台,它包括程控电源、第一隔离变压器、全桥整流电路、逆变电路、第一电阻、第二隔离变压器、模拟电压采样电路、模拟电流采样电路、信号采集与处理模块、控制与分析平台、控制与驱动电路、人机交互界面和非侵入式家居电力负荷监测装置；本发明能够根据各种家用电器的用电特性，通过虚拟家用电器的任意用电组合来模拟家居电力负荷，并提供非侵入式家居电力负荷监测装置相应的检测运行环境，同时能够自动分析非侵入式家居电力负荷监测装置识别结果的正确性。

主权项

1.本发明提出的一种针对非侵入式家居电力负荷监测装置的检测平台，它包括程控电源(1)、第一隔离变压器(2)、全桥整流电路(3)、逆变电路(4)、第一电阻(5)、第二隔离变压器(6)、模拟电压采样电路(7)、模拟电流采样电路(8)、信号采集与处理模块(9)、控制与分析平台(10)、控制与驱动电路(11)、人机交互界面(12)和非侵入式家居电力负荷监测装置(13)；逆变电路(4)由第一电容(14)、第二电容(15)、第一功率开关(16)、第二功率开关(17)、第一续流二极管(18)、第二续流二极管(19)、电感(20)和第三电容(21)组成；模拟电压采样电路(7)由第二电阻(22)、第三电阻(23)和第四电容(24)组成；模拟电流采样电路(8)由第四电阻(25)、第五电阻(26)、第六电阻(27)、第五电容(28)和第六电容(29)组成；程控电源(1)的一端分别与第一隔离变压器(2)的一次侧同名端和第二隔离变压器(6)的一次侧同名端相连，程控电源(1)的另一端分别与第一隔离变压器(2)的一次侧非同名端和第二隔离变压器(6)的一次侧非同名端相连；第一隔离变压器(2)的二次侧同名端和非同名端分别与全桥整流电路(3)的两个输入端相连，全桥整流电路(3)的正输出端分别与第一电容(14)的一端、第一功率开关(16)的集电极和第一续流二极管(18)的负极相连，全桥整流电路(3)的负输出端分别与第二电容(15)的一端、第二功率开关(17)的发射极和第二续流二极管(19)的正极相连，第一电容(14)的另一端分别与第二电容(15)的另一端和电感(20)的一端相连，第一功率开关(16)的发射极分别与第二功率开关(17)的集电极、第一续流二极管(18)的正极、第二续流二极管(19)的负极、第三电容(21)的一端、第二隔离变压器(2)的二次侧同名端、第二电阻(22)的一端、第四电阻(25)的一端和第五电阻(26)的一端相连，电感(20)的另一端分别与第三电容(21)的另一端和第一电阻(5)的一端相连，第一电阻(5)的另一端与非侵入式家居电力负荷监测装置(13)的火线输出端相连；第二隔离变压器(6)的二次侧非同名端分别与第四电容(24)的一端、第三电阻(23)的一端、信号采集与处理模块(9)模拟电压采样端口的一端、非侵入式家居电力负荷监测装置(13)的零线输入端和电位参考端相连，第二电阻(22)的另一端分别与第四电容(24)的另一端、第三电阻(23)的另一端和信号采集与处理模块(9)的模拟电压采样信号端口的另一端相连，第四电阻(25)的另一端分别与第六电阻(27)的一端和非侵入式家居电力负荷监测装置(13)的火线输入端相连，第五电阻(26)的另一端分别与第五电容(28)的一端和信号采集与处理模块(9)的模拟电流采样信号端口的一端相连，第六电阻(27)的另一端分别与第六电容(29)的一端和信号采集与处理模块(9)的模拟电流采样信号端口的另一端相连，第五电容(28)的另一端分别与第六电容(29)的另一端和电位参考端相连；第四电容(24)、第二电阻(22)与第三电阻(23)构成分压电路，输出模拟电压采样信号；第五电阻(26)、第六电阻(27)、第五电容(28)与第六电容(29)构成了抗混叠滤波电路，抗混叠滤波电路差分输出模拟电流流过第四电阻(25)时产生的电压信号；可在人机交互界面(12)设定家居用电电压并选择模拟家用电器用电组合，对应的用电电压及目标家居负荷数据发送至控制与分析平台(10)，控制与分析平台(10)将用电电压数据发送给程控电源(1)，程控电源(1)通过第二隔离变压器(2)输出模拟电压，控制与分析平台(10)根据目标家居负荷数据以及用电电压数据产生目标用电电流数据，目标用电电流数据由控制与分析平台(10)发送给控制与驱动电路(11)，控制与驱动电路(11)根据目标用电电流数据控制逆变电路(4)输出端口的模拟电流，将模拟电压和模拟电流分别加到非侵入式家居电力负荷监测装置(13)的电压和电流输入端口，用以检测非侵入式家居电力负荷监测装置(13)的性能，信号采集与处理模块(9)对模拟电流采样电路(8)和模拟电压采样电路(7)的输出信号进行信号调理及模数转换，并将相应的数字信号输入控制与分析平台(10)以及控制与驱动电路(11)，控制与驱动电路(11)利用模拟电流采样数字信号对模拟电流进行闭环控制，控制与分析平台(10)通过通讯接口读入非侵入式家居电力负荷监测装置(13)的负荷监测结果；控制与分析平台(10)根据设定的模拟家用电器用电组合以及得到的模拟电压、模拟电流数字信号与接收到的非侵入式家居电力负荷监测装置(13)的识别结果进行比较，验证非侵入式家居电力负荷监测装置(13)的运行性能，同时控制与分析平台(10)将模拟电压、模拟电流数字信号、接收到的非侵入式家居电力负荷监测装置(13)的识别结果以及验证的结果发送至人机交互界面(12)供查看。