交流电参数测量装置

摘要

本发明公开一种交流电参数测量装置，包括：同步脉冲产生电路，接三相六路输入输出采样电压，以得到其他各路检测同步脉冲；多通道过滤补偿电路，接多路三相电压和电流，以对输入的各路电压和电流进行过滤补偿后输出三相电压电流；相位形成检测电路，连接于该多通道过滤补偿电路的输出端，以形成该三相电压电流的相位差输出；同步模数转换电路，将六路相位差信号进行同步模数转换后得到各相位差的数字信号输出；以及MCU，连接于该同步模数转换电路，对输入的数字信号的相位差进行处理得到三相精确相差和同相电流电压的精确相差，通过本发明，可实现三相电流、电压信号的瞬时快速同步采样测量，对交流电参数精确有效的测量。

权利要求

1.一种交流电参数测量装置，至少包括：

同步脉冲产生电路，输入端接三相六路输入输出采样电压，以在该同步脉冲产生电路的作用下得到电压过零输出脉冲，作为其他各路检测同步脉冲；

多通道过滤补偿电路，其输入端接多路三相电压和电流，以对输入的各路电压和电流进行过滤补偿后输出三相电压电流；

相位形成检测电路，连接于该多通道过滤补偿电路的输出端，以形成该三相电压电流的相位差共六路信号输出；

同步模数转换电路，将该六路信号进行同步模数转换后得到各相位差的数字信号输出；以及MCU，连接于该同步模数转换电路，对输入的数字信号的相位差进行处理得到三相精确相差和同相电流电压的精确相差；

该同步脉冲产生电路包括一高灵敏放大器、一低阻选择开关及一比较器，该三相六路输入输出采样电压经该高灵敏放大器放大，经该低阻选择开关选择一路输出后，再通过该比较器得到该电压过零输出脉冲。

2.如权利要求1所述的交流电参数测量装置，其特征在于：该相位形成检测电路包括三个选择开关，该三相电压电流经该三个选择开关后得到三相电压电流的相位差共六路信号输出。

3.如权利要求1所述的交流电参数测量装置，其特征在于：该同步模数转换电路为六路独立的16BIT高速模数转换器。

说明书

交流电参数测量装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种交流电参数测量装置，特别是涉及用于多功能GPRS照明节能控制装置电参数测量的交流电参数测量装置。

背景技术

[0002] 交流电参数的测量，通常是指对工频交流信号电气参数的测量，主要包括电压、电流、功率因素、频率、电能的有效测量。而相位差的测量是一个确保电参数测量装置测量精度要求的技术关键，其准确度影响了有功功率和无功功率的计算精度。因此，如何精确测量三相电压电流相位差，获得准确的功率因素测量已成为电参数测量的关键。

[0003] 对于交流电气参数的测量，先后出现了直流采样、霍尔原理法，模拟乘法器法等交流电参数测量方法，这些方法对于测量信息的处理依然是模拟形式。随着交流采样理论、模数转换技术及微处理技术的发展，出现了利用ADC(模数转换器)对被测电压和电流信号进行瞬时采样，然后以软件程序完成测量运算。然而，一般的电参数测量设备，对电参数测量所采集的电压、电流信号并非逻辑意义上的同一时刻，这样就较难获得精确相差。

发明内容

[0004] 为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种交流电参数测量装置，其通过利用六通道同步测量技术，实现三相电流、电压信号的瞬时快速同步采样测量，不需要通过软件校正就能得到电气参数的精确有效地测量。

[0005] 为达上述及其它目的，本发明提供一种交流电参数测量装置，至少包括：

[0006] 同步脉冲产生电路，输入端接三相六路输入输出采样电压，以在该同步脉冲产生电路的作用下得到电压过零输出脉冲，作为其他各路检测同步脉冲；

[0007] 多通道过滤补偿电路，其输入端接多路三相电压和电流，以对输入的各路电压和电流进行过滤补偿后输出三相电压电流；

[0008] 相位形成检测电路，连接于该多通道过滤补偿电路的输出端，以形成该三相电压电流的相位差共六路信号输出；

[0009] 同步模数转换电路，将该六路信号进行同步模数转换后得到各相位差的数字信号输出；以及

[0010] MCU，连接于该同步模数转换电路，对输入的数字信号的相位差进行处理得到三相精确相差和同相电流电压的精确相差。

[0011] 进一步地，该同步脉冲产生电路包括一高灵敏放大器、一低阻选择开关及一比较器，该三相六路输入输出采样电压经该高灵敏放大器放大，经该低阻选择开关选择一路输出后，再通过该比较器得到该电压过零输出脉冲。

[0012] 进一步地，该相位形成检测电路包括三个选择开关，该三相电压电流经该三个选择开关后得到三相电压电流的相位差共六路信号输出。

[0013] 进一步地，该同步模数转换电路为六路独立的16BIT高速模数转换器。

[0014] 与现有技术相比，本发明一种交流电参数测量装置，利用六路独立的16BIT高速模数转换器，采用过采样、噪声整形、数字滤波和抽取技术，在交流电参数测量中，实现交流电信号的数据高速吞吐和六路信号的同步采样，其特有的并行同步采样技术确保所采样的三相电压电流信号在同一时间点，从而实现三相电压电流信号相位差的高性能精确测量。

附图说明

[0015] 图1为本发明一种交流电参数测量装置的系统架构图；

[0016] 图2为本发明一种交流电参数测量装置之较佳实施例的电路示意图。

具体实施方式

[0017] 以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

[0018] 图1为本发明一种交流电参数测量装置的系统架构图。如图1所示，本发明一种交流电参数测量装置，至少包括：同步脉冲产生电路10、多通道过滤补偿电路11、相位形成检测电路12、同步模数转换电路13以及MCU14。

[0019] 其中同步脉冲产生电路10输入端接三相六路输入输出采样电压，该三相六路输入输出采样电压以在同步脉冲产生电路10的作用下得到电压过零输出脉冲，作为其他各路检测同步脉冲；多通道过滤补偿电路11输入端接多路三相电压和电流，以对输入的各路电压和电流进行过滤补偿后输出三相电压电流；相位形成检测电路12连接于多通道过滤补偿电路11的输出端，以形成三相电压电流的相位差共六路信号输出；六路输出信号通过同步模数转换电路13进行同步模数转换后得到各相位差信号的数字信号输出，在本发明较佳实施例中，同步模数转换电路13为六路独立的16BIT高速模数转换器；MCU14连接于同步模数转换电路13的输出端，以对输入的数字的相位差信号进行处理得到三相精确相差和同相电流电压的精确相差。

[0020] 图2为本发明一种交流电参数测量装置之较佳实施例的电路示意图。以下将配合图2进一步说明本发明。在本发明较佳实施例中，同步脉冲产生电路包括一高灵敏放大器OP747、一低阻选择开关ADG1408以及比较器LM293D，其中三相六路输入输出采样电压(UAI、UBI、UCI、UAO、UBO及UCO)经高灵敏放大器OP747放大，经低阻选择开关ADG1408选择一路输出(D引脚)，通过比较器LM293D得到电压过零输出脉冲UPULSE，作为各路检测同步脉冲。多路三相电压和电流输入到多通道过滤补偿电路11经过滤补偿后输出到相位形成检测电路12，在此，经多通道过滤补偿电路11补偿过滤后的三相电压电流为UAI\UBI\UCI\UAO\UBO\UCO，IAI\IBI\ICI\IAO1\IAO2\IBO1\IBO2\ICO1\ICO2，在本发明较佳实施例中，相位形成检测电路12包括三个选择开关ADG5433，三相电压电流经选择开关ADG5433得到三相电压电流的相位差共六路信号输出(UAD、UBD、UCD、IAD、IBD、ICD)，六路输出信号通过AD7607八路同步数模转换得到各路信号的输出，然后经MCU处理得到三相精确相差和同相电流电压的精确相差。

[0021] 可见，本发明一种交流电参数测量装置，利用六路独立的16BIT高速模数转换器，采用过采样、噪声整形、数字滤波和抽取技术，在交流电参数测量中，实现交流电信号的数据高速吞吐和六路信号的同步采样，其特有的并行同步采样技术确保所采样的三相电压电流信号在同一时间点，从而实现三相电压电流信号相位差的高性能精确测量。

[0022] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。