一种基于互感器单相交流电压检测保护电路，包括微控制器、基准电压电路、限流电路、电流电压转换电路、滤波电路、电压放大电路、波形变换电路；微控制器对经限流电路限流、并经电流电压转换电路转换、然后经滤波电路滤波、再经电压放大电路放大后的单相交流电压进行采集并抽样得到单相交流电压的抽样数据，计算实时单相交流电压，以与预设过压值、欠压值比较，高于过压值或低于欠压值时，控制外部继电器驱动电路关断电源；波形变换电路转换方波输出，微控制器采集方波以检测实时频率和过零点，检测到过零点时控制外部继电器驱动电路关断电源。实时、高精度、宽范围的检测单相交流电压有效值，并以有效值为依据对保护电路进行控制。并以有效值为依据对保护电路进行控制。并以有效值为依据对保护电路进行控制。
【技术实现步骤摘要】
一种基于互感器单相交流电压检测保护电路
[0001]本专利技术涉及控制电路
，尤其涉及一种基于互感器单相交流电压检测保护电路。
技术介绍
[0002]目前随着城市化建设加快，路灯智慧控制应用越来越广。目前路灯单灯控制器常用的单相交流电压检测方案主要有两大类：一种是基于单相电压互感器及二极管桥式整流滤波电路的方案，将单相交流电压变换成近似的直流电压信号输出；另一种是基于霍尔电压传感器的方案。
[0003]但目前这两个方案分别存在如下问题：一是基于单相电压互感器及二极管桥式整流滤波电路的方案，尽管简单可靠，但由于二极管桥式整流电路有压降损失，不仅存在检测的非线性而且影响检测精度，也限制了电压检测范围，还存在着较大信号迟性；二是基于霍尔电压传感器的方案由于价格昂贵而限制了其应用范围。
[0004]上述两种方案都没有根据采集的数据做相关保护控制；因此，如何设计一种基于互感器单相交流电压检测保护电路实现高性价比的交流电压有效值检测和保护电路方案，无疑将使路灯智能单灯控制器进一步小型化。
技术实现思路
[0005]本专利技术主要针对上述相关现有技术的不足与缺陷，提供一种基于互感器单相交流电压检测保护电路，能实时、高精度、宽范围的检测单相交流电压的有效值，并以有效值为依据对保护电路进行控制，适用于各类需要对单相交流电压有效值进行高精度实时监测与控制的应用场合。
[0006]为了实现本专利技术的目的，拟采用以下方案：一种基于互感器单相交流电压检测保护电路，包括微控制器、基准电压电路，以及依次连接的限流电路、电流电压转换电路、滤波电路、电压放大电路、波形变换电路；基准电压电路连接电压放大电路和波形变换电路，用于为电压放大电路和波形变换电路提供基准电压；微控制器连接电压放大电路输出端，用于对经限流电路限流、并经电流电压转换电路转换、然后经滤波电路滤波、再经电压放大电路放大后的单相交流电压进行采集并抽样得到单相交流电压的抽样数据，并根据抽样数据计算实时单相交流电压，以与预设过压值、欠压值比较；微控制器连接至外部继电器驱动电路，用于在实时单相交流电压高于过压值或低于欠压值时，输出驱动电平给外部继电器驱动电路，以使外部继电器驱动电路关断电源；波形变换电路用于将电压放大电路放大后的单相交流电压转换为方波输出，微控制器连接波形变换电路输出端，用于采集方波以检测单相交流电的实时频率和过零点，并
在检测到过零点时输出驱动电平给外部继电器驱动电路，以使外部继电器驱动电路关断电源。
[0007]微控制器通过外部串口通信电路连接至监控平台，用于将实时单相交流电压、实时频率、过零点信息，以及实时单相交流电压高于过压值或低于欠压值时的报警信息，通过外部串口通信电路发送至监控平台。
[0008]进一步，微控制器包括单片机，单片机的第一采样端口与电压放大电路的输出端口相连，单片机的第二采样端口与波形变换电路输出端口相连单片机的第一输出端口与外部继电器驱动电路的连接点相连，单片机的第一串口与外部串口通信电路的连接点相连。
[0009]进一步，限流电路包括电阻R15，电流电压转换电路包括电压互感器PT1、电阻R16，电阻R15一端与外部单相交流电的火线相连，另一端与电压互感器PT1的原边2脚相连，电压互感器PT1的原边1脚与外部输入单相交流电的零线相连，电阻R16连接在电压互感器PT1的副边3脚和4脚之间，电压互感器PT1的副边3脚和4脚连接滤波电路。
[0010]进一步，滤波电路包括电容C16、电容C17、电容C18、电阻R17、磁珠FB1、磁珠FB2，电容C16的一端与电源负极地相连，另一端与电压互感器PT1的副边3脚、电阻R17一端、磁珠FB1一端相连，电容C17一端与电源负极地相连，另一端与电压互感器PT1的副边4脚、电容C18一端、磁珠FB2一端相连，电阻R17另一端与电容C18另一端相连，磁珠FB1另一端、磁珠FB2另一端与电压放大电路输入端相连。
[0011]进一步，电压放大电路包括电阻R20、电阻R21、电阻R22、电容C21、电容C22、运算放大器U7B，运算放大器U7B的同相输入端5脚与磁珠FB1另一端、基准电压电路的基准电压输出端相连，运算放大器U7B的反相输入端6脚与电阻R20的一端、电阻R21一端相连，电阻R20另一端与磁珠FB2另一端相连，电阻R21另一端与运算放大器U7B输出端7脚、电阻R22一端相连，电容C21并联于电阻R21两端，电阻R22另一端与电容C22一端、微处理器相连，运算放大器U7B的11脚、电容C22另一端均与电源负极地相连，运算放大器U7B的4脚与电源+3.3V相连。
[0012]进一步，波形变换电路包括电阻R23、电容C23、运算放大器U7C，电阻R23一端与电压放大电路输出端相连，电阻R23另一端与运算放大器U7C同相输入端10脚相连，运算放大器U7C反相输入端9脚与基准电压电路的基准电压输出端相连，运算放大器U7C输出端8脚与电容C23一端、微处理器相连，电容C23另一端与电源负极地相连。
[0013]进一步，基准电压电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C13、电容C14、电容C15和串联集成稳压芯片U6，电阻R12一端和电容C15一端、+3.3V电源相连接，电容C15另一端接地，电阻R12另一端与串联集成稳压芯片U6的阴极、电阻R13一端、电容C13一端、电容C14一端相连，并作为基准电压输出端与波形变换电路的负极输入端、电压放大电路的正极输入端相连，电容C13另一端、电容C14另一端接地，电阻R13另一端与串联集成稳压芯片U6的控制极、电阻R14一端相连接，电阻R14另一端与串联集成稳压芯片U6的阳极、电源负极地相连接。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：以由微处理器、限流电路、电流电压转换电路、滤波电路、电压放大电路、波形变换电路、基准电压电路构成的检测电路方案，能完全地满足基于单相电压互感器的单相交流电压有效值的高精度、宽范围的实时检测要求，并以有效值为依据对保护电路进行控制和
报警信息的上传，实现路灯保护的智能化，且该电路简单、成本低、可靠性高、通用性好，易于产品化。
附图说明
[0015]图1为本申请实施例的结构框图。
[0016]图2为本申请实施例的电路图。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术的实施方式进行详细说明，但本专利技术所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0018]需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于互感器单相交流电压检测保护电路，其特征在于，包括微控制器、基准电压电路，以及依次连接的限流电路、电流电压转换电路、滤波电路、电压放大电路、波形变换电路；基准电压电路连接电压放大电路和波形变换电路，用于为电压放大电路和波形变换电路提供基准电压；微控制器连接电压放大电路输出端，用于对经限流电路限流、并经电流电压转换电路转换、然后经滤波电路滤波、再经电压放大电路放大后的单相交流电压进行采集并抽样得到单相交流电压的抽样数据，并根据抽样数据计算实时单相交流电压，以与预设过压值、欠压值比较；微控制器连接至外部继电器驱动电路，用于在实时单相交流电压高于过压值或低于欠压值时，输出驱动电平给外部继电器驱动电路，以使外部继电器驱动电路关断电源；波形变换电路用于将电压放大电路放大后的单相交流电压转换为方波输出，微控制器连接波形变换电路输出端，用于采集方波以检测单相交流电的实时频率和过零点，并在检测到过零点时输出驱动电平给外部继电器驱动电路，以使外部继电器驱动电路关断电源。2.根据权利要求1所述的基于互感器单相交流电压检测保护电路，其特征在于，微控制器通过外部串口通信电路连接至监控平台，用于将实时单相交流电压、实时频率、过零点信息，以及实时单相交流电压高于过压值或低于欠压值时的报警信息，通过外部串口通信电路发送至监控平台。3.根据权利要求2所述的基于互感器单相交流电压检测保护电路，其特征在于，微控制器包括单片机，单片机的第一采样端口与电压放大电路的输出端口相连，单片机的第二采样端口与波形变换电路输出端口相连，单片机的第一输出端口与外部继电器驱动电路的连接点相连，单片机的第一串口与外部串口通信电路的连接点相连。4.根据权利要求1所述的基于互感器单相交流电压检测保护电路，其特征在于，限流电路包括电阻R15，电流电压转换电路包括电压互感器PT1、电阻R16，电阻R15一端与外部单相交流电的火线相连，另一端与电压互感器PT1的原边2脚相连，电压互感器PT1的原边1脚与外部输入单相交流电的零线相连，电阻R16连接在电压互感器PT1的副边3脚和4脚之间，电压互感器PT1的副边3脚和4脚连接滤波电路。5.根据权利要求4所述的基于互感器单相交流电压检测保护电路，其特征在于，滤波电路包括电容C16、电容C17、电容C18、电阻R17、磁珠FB1、磁珠...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑道昌，
申请(专利权)人：四川力士达智慧照明科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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