基于pwm的電子式電壓互感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及到電力設(shè)備，尤其是基于PffM的電子式電壓互感器。
【背景技術(shù)】
[0002]電壓互感器主要是用來給測量儀表和繼電保護(hù)裝置供電，用來測量線路的電壓、功率和電能，或者用來在線路發(fā)生故障時保護(hù)線路中的貴重設(shè)備、電機(jī)和變壓器?，F(xiàn)有的電壓互感器主要由一次線圈、二次線圈、鐵芯和絕緣組成。但是這種電壓互感器存在磁路不封閉、漏磁量大的缺陷。而且電壓互感器的電壓轉(zhuǎn)化比例是預(yù)先設(shè)定的，無法進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供基于PWM的電子式電壓互感器，通過電壓互感器進(jìn)行采樣、放大、PWM調(diào)制，電壓互感器的輸入量程可變，實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)化比例的可調(diào)。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0005]基于PffM的電子式電壓互感器，包括電壓互感器檢測單元和變送單元，所述電壓互感器檢測單元包括采樣部分、脈寬調(diào)制芯片和電壓跟隨器，所述采樣部分連接脈寬調(diào)制芯片，所述脈寬調(diào)制芯片的誤差放大器連接電壓跟隨器，所述采樣部分由多個電阻串聯(lián)組成。通過采樣部分將三相電壓減壓，再通過脈寬調(diào)制芯片根據(jù)誤差放大器的輸入電壓轉(zhuǎn)化成占空比為0-90 %的P麗信號，脈寬調(diào)制芯片的輸入信號范圍為0.5-3.5V，且輸出的P麗信號占空比與輸入信號成線性關(guān)系，實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)化比例的可調(diào)。
[0006]在一種優(yōu)選的實施方式中，所述電壓互感器檢測單元的數(shù)量為兩組，兩組電壓互感器檢測單元的采樣部分分別與三相電壓中的R、T相連接。
[0007]在一種優(yōu)選的實施方式中，還包括電源部分，所述電源部分連接三相電壓中的R相或T相，所述電源部分連接脈寬調(diào)制芯片。電源部分直接通過三相電源的R相或T相提供，無須單獨提供外置電源。
[0008]在一種優(yōu)選的實施方式中，還包括變送單元、微控制單元和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，所述脈寬調(diào)制芯片連接至變送單元，所述變送單元連接微控制單元，所述變送單元連接數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。通過微控制單元使信號的轉(zhuǎn)化線型度< ± I %，保證輸出的三相電壓值的有效準(zhǔn)確。
[0009]在一種優(yōu)選的實施方式中，所述脈寬調(diào)制芯片的振蕩器頻率為ΙΟΚΗζ。
[0010]在一種優(yōu)選的實施方式中，所述脈寬調(diào)制芯片通過光纖連接至變送單元。脈寬調(diào)制芯片與變送單元之間采用光纖連接，完全隔離電氣，且保證長距離傳輸。
[0011]在一種優(yōu)選的實施方式中，所述變送單元包括光敏管、運(yùn)算放大器和濾波電路，所述脈寬調(diào)制芯片連接所述光敏管、運(yùn)算放大器、濾波電路，所述濾波電路連接所述微控制單元。光敏管用于放大電流，運(yùn)算放大器對PWM信號進(jìn)行放大，濾波電路對PWM信號進(jìn)行過濾。
[0012]本實用新型的有益效果為:
[0013]通過采樣部分將三相電壓減壓，再通過脈寬調(diào)制芯片根據(jù)誤差放大器的輸入電壓轉(zhuǎn)化成占空比為0-90 %的Pmi信號，脈寬調(diào)制芯片的輸入信號范圍為0.5-3.5V，且輸出的PWM信號占空比與輸入信號成線性關(guān)系，實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)化比例的可調(diào)。脈寬調(diào)制芯片的輸出PffM波頻率高達(dá)300KHz，系統(tǒng)延遲時間3.3uSec.，相位差0.05°，檢測精度< ±0.5%。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本實用新型的電壓互感器檢測單元的電路圖；
[0016]圖2是本實用新型的轉(zhuǎn)化輸出單元的電路圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結(jié)合本實用新型的附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0018]結(jié)合圖1-2所示，本實施的基于Pmi的電子式電壓互感器，包括電壓互感器檢測單元和轉(zhuǎn)化輸出單元。電壓互感器檢測單元包括采樣部分、脈寬調(diào)制芯片和電壓跟隨器。電壓互感器檢測單元包括兩組，其中，采樣部分一由九個電阻RR1-RR9串聯(lián)組成，串聯(lián)后的總電阻值為18ΜΩ。采樣部分二由九個電阻RT1-RT9串聯(lián)組成，串聯(lián)后的總電阻值為18ΜΩ。三相電的R相連接采樣部分一，T相連接采樣部分二，S相接地。采樣部分一連接脈寬調(diào)制芯片一，脈寬調(diào)制芯片一的誤差放大器連接電壓跟隨器。采樣部分二連接脈寬調(diào)制芯片二，脈寬調(diào)制芯片二的誤差放大器連接另一電壓跟隨器。脈寬調(diào)制芯片一的+5V參考電源與電阻R1、R2組成偏置電路將采樣電路一的± 1.5V抬高至0.5-3.5V，偏置電壓2V。脈寬調(diào)制芯片二的+5V參考電源與電阻R1’、R2’組成偏置電路，實現(xiàn)相同的功能。脈寬調(diào)制芯片一的輸出端經(jīng)光敏管連接至光纖，再連接轉(zhuǎn)化輸出單元。轉(zhuǎn)化輸出單元包括光敏管、運(yùn)算放大器、濾波電路連接、微控制單元和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。光敏管、運(yùn)算放大器、濾波電路連接至微控制單元的CCPl端口。脈寬調(diào)制芯片二也通過同樣的方式連接至微控制單元的CCP2端口。微控制單元的SPI端口連接數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。
[0019]為了減少本實用新型體積，避免外置電源，在一種實施方式中，包括電源部分，電源部分包括電阻、變壓器、二級管和電容組成。電阻RL1-RL9串聯(lián)，一端連接三相電源的R相，另一端連接變壓器Tl、經(jīng)二極管BI轉(zhuǎn)化成直流電，直流電存儲在兩個并聯(lián)的電容Cl和C2上，電容Cl、C2連接到脈寬調(diào)制芯片一、二，為其提供工作電源。
[0020]本實用新型的工作原理如下:
[0021]采樣部分通過電阻分壓的方式將電壓減為±1.5V以提供給脈寬調(diào)制芯片，脈寬調(diào)制芯片根據(jù)偏置電路將電壓的土 1.5V抬高至0.5-3.5V。同時脈寬調(diào)制芯片根據(jù)誤差放大器輸入的0.5-3.5V的線形轉(zhuǎn)化成占空比為0-90%的PffM信號，并通過光敏管放大通過光纖輸送到光敏管、運(yùn)算放大器和濾波電路進(jìn)行信息放大、濾波，再輸送到微控制單元，微控制單元將占空比0-95 %的HVM轉(zhuǎn)化為12b i t的數(shù)據(jù)，然后經(jīng)12b i t串行DAC1、DAC2，通過放大后轉(zhuǎn)變?yōu)槿?00V輸出。同時，微控制單元對接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行積分運(yùn)算，計算出三相電壓的真有效值，然后經(jīng)12b i t串行DAC3、DAC4、DAC5通過V/1轉(zhuǎn)換輸出4_20mA。
[0022]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.基于pmi的電子式電壓互感器，其特征在于:包括電壓互感器檢測單元，所述電壓互感器檢測單元包括采樣部分、脈寬調(diào)制芯片和電壓跟隨器，所述采樣部分連接脈寬調(diào)制芯片，所述脈寬調(diào)制芯片的誤差放大器連接電壓跟隨器，所述采樣部分由多個電阻串聯(lián)組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Pmi的電子式電壓互感器，其特征在于:所述電壓互感器檢測單元的數(shù)量為兩組，兩組電壓互感器檢測單元的采樣部分分別與三相電壓中的r、t相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于PffM的電子式電壓互感器，其特征在于:還包括電源部分，所述電源部分連接三相電壓中的R相或T相，所述電源部分連接脈寬調(diào)制芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于PffM的電子式電壓互感器，其特征在于:還包括變送單元、微控制單元和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，所述脈寬調(diào)制芯片連接至變送單元，所述變送單元連接微控制單元，所述變送單元連接數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于PffM的電子式電壓互感器，其特征在于:所述脈寬調(diào)制芯片的振蕩器頻率為I OKHz。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于HVM的電子式電壓互感器，其特征在于:所述脈寬調(diào)制芯片通過光纖連接至變送單元。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于HVM的電子式電壓互感器，其特征在于:所述變送單元包括光敏管、運(yùn)算放大器和濾波電路，所述脈寬調(diào)制芯片連接所述光敏管、運(yùn)算放大器、濾波電路，所述濾波電路連接所述微控制單元。
【專利摘要】本實用新型提供基于PWM的電子式電壓互感器，包括電壓互感器檢測單元和變送單元，所述電壓互感器檢測單元包括采樣部分、脈寬調(diào)制芯片和電壓跟隨器，所述采樣部分連接脈寬調(diào)制芯片，所述脈寬調(diào)制芯片的誤差放大器連接電壓跟隨器，所述采樣部分由多個電阻串聯(lián)組成。本實用新型通過采樣部分將三相電壓減壓，再通過脈寬調(diào)制芯片根據(jù)誤差放大器的輸入電壓轉(zhuǎn)化成占空比為0-90％的PWM信號，脈寬調(diào)制芯片的輸入信號范圍為0.5-3.5V，且輸出的PWM信號占空比與輸入信號成線性關(guān)系，實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)化比例的可調(diào)。
【IPC分類】G01R19/00, G01R15/04
【公開號】CN205301411
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】王章才, 雷莉莉, 張德勤
【申請人】成都派德克電力電子科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月11日