一种交流电压采样电路及方法技术

技术编号:15107406 阅读:585 留言:0更新日期:2017-04-08 20:02
本发明专利技术实施例提供一种交流电压采样电路,能够解决现有的采样电路准确性及可靠性差的问题,有效抑制温漂,实现精确检测,且检测范围较宽。包括:第一电压转换模块、第二电压转换模块以及采样模块,第一电压转换模块的两输入端分别与交流电源的零线和火线连接,第一电压转换模块的两输出端分别与第二电压转换模块的两输入端连接,第二电压转换模块的输出端与采样模块的输入端连接;第一电压转换模块用于将交流电源输出的第一交流电压转换为第二交流电压,第二电压转换模块用于将第二交流电压转换为第三交流电压,采样模块用于对第三交流电压进行采样,并根据采样结果计算得到交流电源的峰值电压及频率。本发明专利技术适用于电子技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子
,尤其涉及一种交流电压采样电路及方法
技术介绍
输入电压对于电气设备来说是一个至关重要的参量,而能够准确检测与否对电气设备的运行与保护十分关键。目前,主要通过交流电压采样电路对交流电压进行检测。现有技术中主要存在以下两种交流电压采样电路:(1)差分放大模式的电压采样电路。差分放大模式的电压采样电路通过在交流电压输入端串联电阻层层分压,以降低交流电压的幅值,进而将降压后的交流电压经由运算放大器处理后,输出至微控制单元(MicroControlUnit,MCU)进行运算处理。可见,在差分放大模式的电压采样电路中,电阻的数量及电阻功率规格决定了其所能检测的交流电压的范围。为了使采样电路的电压检测范围尽可能的宽,同时保证串入电阻的功率满足要求,需在交流电压输入端串联较多的分压电阻,但随着分压电阻的增多其所带来的检测误差也会增大,这样采样电路的可靠性就会大大降低,而且这种电路属强电热地设计,不能普遍运用于家电电控系统中。(2)基于电压互感器的整流滤波型电压采样电路。基于电压互感器的整流滤波型电压采样电路是通过电压互感器将交流电压进行隔离降压,并经整流滤波电路转换为直流电压后,输出至MCU进行检测。该类采样电路不需要借助分压电阻进行分压,检测范围较宽。但电路中的整流滤波电路的抑制温漂特性极差,这使得该类采样电路极易受到外部环境温度的影响,可靠性较差。综上所述,目前亟需设计一种新的交流电压采样电路,以克服上述现有采样电路存在的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种交流电压采样电路及方法,以至少解决现有的采样电路为实现宽电压范围检测所引起的准确性差的问题,同时能够有效抑制温漂,且能普遍适用于家电电控系统中。为达到上述目的,本专利技术的实施例采用如下技术方案:第一方面,提供一种交流电压采样电路,用于检测交流电压,包括:第一电压转换模块、第二电压转换模块以及采样模块;其中,所述第一电压转换模块的两个输入端分别与交流电源的零线和火线连接,所述第一电压转换模块的两个输出端分别与所述第二电压转换模块的两个输入端连接;所述第二电压转换模块的输出端与所述采样模块的输入端连接;所述第一电压转换模块用于将所述交流电源输出的第一交流电压转换为第二交流电压,所述第二交流电压的幅值小于所述第一交流电压的幅值;所述第二电压转换模块用于将所述第一电压转换模块输出的所述第二交流电压转换为第三交流电压,所述第三交流电压的峰值电压小于所述采样模块的最大耐压值;所述采样模块用于对所述第二电压转换模块输出的所述第三交流电压进行采样,并根据采样结果计算得到所述交流电源的峰值电压及频率。第二方面,提供一种交流电压采样方法,应用于第一方面所述的交流电压采样电路,包括:将交流电源输出的第一交流电压转换为第二交流电压,所述第二交流电压的幅值小于所述第一交流电压的幅值;将所述第二交流电压转换为第三交流电压,所述第三交流电压的峰值电压小于所述采样模块的最大耐压值;对所述第三交流电压进行采样,并根据采样结果计算得到所述交流电源的峰值电压及频率。基于本专利技术实施例提供的交流电压采样电路及方法,通过将待检测交流电源输出的第一交流电压转换为幅值较小的第二交流电压,进而将第二交流电压转换为可被识别的第三交流电压,最后对第三交流电压进行采样,根据采样结果即可计算得到交流电源的电压。如此,即可实现对交流电压的采样。一方面,由于本专利技术实施例是通过第一电压转换模块来实现分压的,因此通过对第一电压转换模块进行调整即可对其电压转换比例进行调节,如此即可调节采样电路可检测的交流电压的范围,实现宽电压范围检测。同时,基于本专利技术实施例提供的交流电压采样电路,无需如现有的差分放大模式的电压采样电路那样,通过增加分压电阻的数量来扩宽检测范围,因此检测准确性更高;另一方面,本专利技术实施例提供的交流电压采样电路中第一电压转换模块及第二电压转换模块转换得到的均为交流电压,采样模块最终检测的也是交流电压,因此电路中并不涉及整流滤波电路,同时电路中也不存在其他温漂特性差的元器件,因此相比于现有的基于电压互感器的整流滤波型电压采样电路,本专利技术实施例提供的交流电压采样电路能够有效抑制温漂,可靠性较好。综上,本专利技术的实施例提供的交流电压采样电路及方法,能够解决现有的采样电路为实现宽电压范围检测所引起的准确性差的问题,同时可有效抑制温漂。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种交流电压采样电路的组成示意图;图2为本专利技术实施例提供的交流电压采样电路中第一电压转换模块的组成示意图;图3为本专利技术实施例提供的交流电压采样电路中第二电压转换模块的组成示意图;图4为本专利技术实施例提供的一种优选的交流电压采样电路的组成示意图;图5为本专利技术实施例提供的一种交流电压采样方法的流程示意图一;图6为本专利技术实施例提供的一种交流电压采样方法的流程示意图二。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。为了便于清楚描述本专利技术实施例的技术方案,在本专利技术的实施例中,采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分,本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。本专利技术实施例提供一种交流电压采样电路,用于检测交流电压,如图1所示,包括:第一电压转换模块20、第二电压转换模块30以及采样模块40。其中,第一电压转换模块20的两输入端201及202分别与交流电源10的零线101和火线102连接,第一电压转换模块20的两输出端203及204分别与第二电压转换模块30的两输入端301及302连接,第二电压转换模块30的输出端303与采样模块40的输入端401连接。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种交流电压采样电路,用于检测交流电压,其特征在于,包括:第一电压转换模块、第二电压转换模块以及采样模块;其中,所述第一电压转换模块的两输入端分别与交流电源的零线和火线连接,所述第一电压转换模块的两输出端分别与所述第二电压转换模块的两输入端连接;所述第二电压转换模块的输出端与所述采样模块的输入端连接;所述第一电压转换模块用于将所述交流电源输出的第一交流电压转换为第二交流电压,所述第二交流电压的幅值小于所述第一交流电压的幅值;所述第二电压转换模块用于将所述第一电压转换模块输出的所述第二交流电压转换为第三交流电压,所述第三交流电压的峰值电压小于所述采样模块的最大耐压值;所述采样模块用于对所述第二电压转换模块输出的所述第三交流电压进行采样,并根据采样结果计算得到所述交流电源的峰值电压及频率。

【技术特征摘要】
1.一种交流电压采样电路,用于检测交流电压,其特征在于,包
括:第一电压转换模块、第二电压转换模块以及采样模块;其中,所
述第一电压转换模块的两输入端分别与交流电源的零线和火线连接,
所述第一电压转换模块的两输出端分别与所述第二电压转换模块的两
输入端连接;所述第二电压转换模块的输出端与所述采样模块的输入
端连接;
所述第一电压转换模块用于将所述交流电源输出的第一交流电压
转换为第二交流电压,所述第二交流电压的幅值小于所述第一交流电
压的幅值;
所述第二电压转换模块用于将所述第一电压转换模块输出的所述
第二交流电压转换为第三交流电压,所述第三交流电压的峰值电压小
于所述采样模块的最大耐压值;
所述采样模块用于对所述第二电压转换模块输出的所述第三交流
电压进行采样,并根据采样结果计算得到所述交流电源的峰值电压及
频率。
2.根据权利要求1所述的交流电压采样电路,其特征在于,所述
第一电压转换模块包括隔离变压器,所述隔离变压器的初级的两端为
所述第一转换模块的两输入端,所述隔离变压器的次级的两端为所述
第一电压转换模块的两输出端。
3.根据权利要求1或2所述的交流采样电路,其特征在于,所述
第二电压转换模块包括:第一电阻、第二电阻、运算放大器、第三电
阻、第四电阻以及第五电阻;
所述第一电阻的一端与所述第一电压转换模块的一输出端连接,
为所述第二电压转换模块的一输入端,所述第一电阻的另一端与所述
运算放大器的反向输入端及所述第三电阻的一端连接;
所述第二电阻的一端与所述第一电压转换模块的另一输出端连
接,为所述第二电压转换模块的另一输入端,所述第二电阻的另一端
与所述运算放大器的正向输入端、所述第四电阻的一端以及所述第五
电阻的一端连接;
所述运算放大器的输出端与所述采样模块的输入端及所述第三电
阻的另一端连接,为所述第二电压转换模...

【专利技术属性】
技术研发人员:李庆飞陈建兵牛建勇
申请(专利权)人:海信山东空调有限公司
类型:发明
国别省市:山东;37

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