一種交流電源采樣電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力參數(shù)采樣電路領(lǐng)域，具體地涉及一種交流電源采樣電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電能是現(xiàn)在人類社會不可或缺的一種能源，廣泛應(yīng)用于人類生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域，因此，對電源供電狀態(tài)進行監(jiān)測，以保證用電穩(wěn)定性和安全性則顯得非常必要，對電源供電狀態(tài)的監(jiān)測一般都是通過智能芯片，如單片機、微處理器等來進行智能監(jiān)測，而這些智能芯片只能接收低壓直流電信號，因此，必須將交流信號轉(zhuǎn)換成低壓直流信號才能進行采集。目前交流電壓采樣通常采用交流變壓器隔離采樣的技術(shù)，成本較高，且對于中高等級的交流電壓，交流變壓器體積一般較大，不利于產(chǎn)品的便攜式及最小化設(shè)計，此外，現(xiàn)有的大多數(shù)交流電壓采集電路結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，不利于生產(chǎn)，且精度低，抗干擾能力差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型目的在于為解決上述問題而提供一種無需交流變壓器，結(jié)構(gòu)簡單，精度高，抗干擾能力強且成本低的交流電源采樣電路。
[0004]為此，本實用新型公開了一種交流電源采樣電路，包括限流采集模塊、可控精密穩(wěn)壓模塊和放大整流模塊，所述限流采集模塊包括限流電阻和電流互感器，所述電流互感器的一次側(cè)端子與限流電阻串聯(lián)后再與電源串聯(lián)組成限流采集回路，所述放大整流模塊包括運算放大器和二極管，所述電流互感器的二次側(cè)端子分別接運算放大器的同相輸入端和反相輸入端，所述運算放大器的輸出端串聯(lián)二極管后接信號采集端，所述運算放大器的反向輸入端和輸出端連接有第一電阻，所述可控精密穩(wěn)壓模塊包括可控精密穩(wěn)壓源和分壓模塊，所述可控精密穩(wěn)壓源輸出端通過分壓模塊與運算放大器同相輸入端連接。
[0005]進一步的，所述限流電阻的大小為150ΚΩ。
[0006]進一步的，所述電流互感器型號為TRANSI，額定輸出電流為2mA。
[0007]進一步的，所述第一電阻并聯(lián)有第一電容。
[0008]進一步的，所述二極管與信號采集端之間接有濾波電路，所述濾波電路由第二電容、第三電容、第四電容和第二電阻并聯(lián)組成。
[0009]進一步的，所述分壓模塊包括第三電阻和第四電阻，所述第三電阻與第四電阻串聯(lián)后接在可控精密穩(wěn)壓源的輸出端與地之間，第三電阻與第四電阻之間的節(jié)點串聯(lián)第五電阻接運算放大器的同相輸入端。
[0010]進一步的，所述可控精密穩(wěn)壓源的型號為TL431，輸出2.5V電壓。
[0011]進一步的，所述可控精密穩(wěn)壓源的陰極端串聯(lián)第六電阻接調(diào)節(jié)端，同時串聯(lián)第七電阻接電源VCC，所述可控精密穩(wěn)壓源的參考端串聯(lián)第八電阻接地，同時與陰極端連接，所述可控精密穩(wěn)壓源的陽極端接地，所述可控精密穩(wěn)壓源的陰極端還串聯(lián)第五電容接地。
[0012]本實用新型的有益技術(shù)效果:
[0013]本實用新型通過電流互感器、運算放大器、二極管和可控精密穩(wěn)壓源實現(xiàn)對交流電源進行采樣，無需使用交流變壓器，成本低，利于產(chǎn)品的便攜式和最小化設(shè)計，且結(jié)構(gòu)簡單，精度高，抗干擾能力強。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型實施例的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0015]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0016]如圖1所示，一種交流電源采樣電路，包括限流采集模塊、可控精密穩(wěn)壓模塊和放大整流模塊，所述限流采集模塊包括限流電阻(本實施例中限流電阻的阻值為150ΚΩ，由阻值為37.4 ΚΩ的電阻R121、R101、R102、R103和阻值為330Ω的電阻R104串聯(lián)組成)和電流互感器TlOl (本實施例中，型號為TRANSI，額定輸出電流2mA)，所述放大整流模塊包括運算放大器U105A (本實施例中，型號為LM324)和二極管D104，所述可控精密穩(wěn)壓模塊包括可控精密穩(wěn)壓源QlOl (本實施例中，型號為TL431)和分壓模塊(本實施例中，分壓模塊由阻值為10 K Ω的第三電阻Rl 14和第四電阻Rl 15串聯(lián)組成)。
[0017]電流互感器TlOl的一次側(cè)端子串聯(lián)限流電阻后再與交流電源J102(本實施例中，交流電源電壓為100?300V)串聯(lián)構(gòu)成限流采集回路，電流互感器TlOl的二次側(cè)端子分別接運算放大器U105A的同相輸入端和反相輸出端，運算放大器U105A的輸出端串聯(lián)二極管D104和電阻R107接信號采集端，運算放大器U105A的反相輸入端與輸出端之間接有并聯(lián)的第一電阻R105和第一電容C104，二極管D104和電阻R107之間節(jié)點接有由第二電容CE101、第三電容C102和第二電阻R106并聯(lián)組成的濾波電路，電阻R107與信號采集端之間節(jié)點接有第四電容C103組成的濾波電路。
[0018]可控精密穩(wěn)壓源QlOl的陽極接地，可控精密穩(wěn)壓源QlOl的參考極串聯(lián)第八電阻R109接地，同時與其陰極連接，可控精密穩(wěn)壓源QlOl的陰極分別串聯(lián)第七電阻R108接電源VCC、串聯(lián)第六電阻RlOO接調(diào)節(jié)端ADJ以及串聯(lián)第三電阻Rl 14和第四電阻Rl 15接地，第三電阻R114和第四電阻R115之間的節(jié)點串聯(lián)第五電阻RllO接運算放大器U105A的同相輸入端，電阻RlOO的兩端分別串聯(lián)第五電容C105和電容C106接地。
[0019]本具體實施例中，電阻R100、R105、R106、R107、R108、R109和RllO的大小分別為IΚΩ、50Ω、100ΚΩ、1ΚΩ、2ΚΩ、10ΚΩ 和 1KΩ ,電容 CE101、C102、C103、C104、C105 和 C106的大小分別為 220uF/16V、100nF/50V、100 nF/50V、470pF、100 nF/50V 和 100 nF/50V。
[0020]本實用新型的工作原理:
[0021]通過限流電阻將100?300V的交流電源電流限制在0.67?2mA之間，通過電流互感器TlOl采集后，傳輸給運算放大器U105A，經(jīng)運算放大器U105A和二極管D104放大整流后，輸出小于5V的直流信號到信號采集端進行A/D采樣，可控精密穩(wěn)壓源QlOl輸出2.5V電壓，再通過電阻R114和R15分壓輸出1.25V到運算放大器U105A的同相輸入端，提供一個1.25V的偏置電壓。
[0022]盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種交流電源采樣電路，包括限流采集模塊、可控精密穩(wěn)壓模塊和放大整流模塊，其特征在于:所述限流采集模塊包括限流電阻和電流互感器，所述電流互感器的一次側(cè)端子與限流電阻串聯(lián)后再與電源串聯(lián)組成限流采集回路，所述放大整流模塊包括運算放大器和二極管，所述電流互感器的二次側(cè)端子分別接運算放大器的同相輸入端和反相輸入端，所述運算放大器的輸出端串聯(lián)二極管后接信號采集端，所述運算放大器的反向輸入端和輸出端連接有第一電阻，所述可控精密穩(wěn)壓模塊包括可控精密穩(wěn)壓源和分壓模塊，所述可控精密穩(wěn)壓源輸出端通過分壓模塊與運算放大器同相輸入端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源采樣電路，其特征在于:所述限流電阻的大小為150ΚΩ 03.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源采樣電路，其特征在于:所述電流互感器型號為TRANSI，額定輸出電流為2mA。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源采樣電路，其特征在于:所述第一電阻并聯(lián)有第一電容。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源采樣電路，其特征在于:所述二極管與信號采集端之間接有濾波電路，所述濾波電路由第二電容、第三電容、第四電容和第二電阻并聯(lián)組成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源采樣電路，其特征在于:所述分壓模塊包括第三電阻和第四電阻，所述第三電阻與第四電阻串聯(lián)后接在可控精密穩(wěn)壓源的輸出端與地之間，第三電阻與第四電阻之間的節(jié)點串聯(lián)第五電阻接運算放大器的同相輸入端。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源采樣電路，其特征在于:所述可控精密穩(wěn)壓源的型號為TL431，輸出2.5V電壓。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的交流電源采樣電路，其特征在于:所述可控精密穩(wěn)壓源的陰極端串聯(lián)第六電阻接調(diào)節(jié)端，同時串聯(lián)第七電阻接電源VCC，所述可控精密穩(wěn)壓源的參考端串聯(lián)第八電阻接地，同時與陰極端連接，所述可控精密穩(wěn)壓源的陽極端接地，所述可控精密穩(wěn)壓源的陰極端還串聯(lián)第五電容接地。
【專利摘要】本實用新型涉及電力參數(shù)采樣電路領(lǐng)域，特別涉及一種交流電源采樣電路。本實用新型公開了一種交流電源采樣電路，包括限流采集模塊、可控精密穩(wěn)壓模塊和放大整流模塊，所述限流采集模塊包括限流電阻和電流互感器，所述放大整流模塊包括運算放大器和二極管，所述可控精密穩(wěn)壓模塊包括可控精密穩(wěn)壓源和分壓模塊，限流采集模塊采集交流電源電流，通過放大整流模塊放大為DC信號，輸入到信號采集端，可控精密穩(wěn)壓模塊為放大整流模塊提供偏置電壓。本實用新型無需交流變壓器，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，精度高，抗干擾能力強。
【IPC分類】G01R15/04, G01R19/22, G01R19/25
【公開號】CN204882702
【申請?zhí)枴緾N201520539820
【發(fā)明人】章進武, 涂建遠, 邱育賢
【申請人】廈門炬研電子科技有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月24日