[实用新型]一种电能质量数据采集电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数据采集电路，尤其涉及一种电路结构简单的电能质量数据采集电路。

背景技术

电能质量分析属于高端三相电力线监视/测量系统，这类工业应用需要以高的动态范围、特定采样速率精确地进行多通道同时采集数据。为了获得最高系统精度，必须正确处理来自传感器(CT、PT)的信号，以满足ADC输入量程的要求，从而保证DAS的性能指标满足不同国家相关标准的要求。

一般的采集电路所采用的AD转换器要实现同时采用必须在每个通道有采用保持器，进行巡回采样，这就存在相位误差。同时，为了减小噪声还必须前置复杂的滤波器将不需要的噪声滤除。此外，为了达到国家标准所规定的精度，还必须采用至少12位以上的AD转换器。这就使得电路结构复杂、成本偏高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电路结构简单的电能质量数据采集电路。

为实现上述目的，所述电能质量数据采集电路，其特点是，所述数据采集电路包括模数转换器，所述模数转换器采用型号为ADS1278的芯片；并且，所述数据采集电路还包括采样电阻、差分放大器和参考电压源模块，其中，模拟信号顺次地经采样电阻和差分放大器传输至所述模数转换器，用于提供参考电压源的参考电压源模块与所述模数转换器通讯连接。

优选的是，所述数据采集电路还包括滤波器，模拟信号顺次地经采样电阻、滤波器和差分放大器传输至所述模数转换器。

优选的是，所述滤波器为无源一阶低通滤波器。

优选的是，所述参考电压源模块采用型号为MAX6133的芯片。

本实用新型的有益效果在于，所述电能质量数据采集电路，通过选择ADS1278这种高性能的AD转换器，充分发挥该器件的架构优势及多通道、高精度、低温度漂移、低噪声的特长，同时选择高性能的外围器件，构建了一个结构简单、性能稳定可靠的数据采集系统，尤其适合电力行业电能数据采集这种场合，取得了良好的应用效果，相比其他技术构建的同类系统，最大的特点是结构简单、可靠，精度高、成本相对低。

附图说明

图1示出了本实用新型的一个实施例的原理方框图。

图2示出了本实用新型的另一个实施例的原理方框图。

图3示出了图1或图2中所示的参考电压源模块的电路图。

图4示出了图1中所示的顺次连接的采样电阻、滤波器和差分放大器的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明：

在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，所述电能质量数据采集电路包括模数转换器1、采样电阻2、滤波器3、差分放大器4和参考电压源模块5。其中，模拟信号顺次地经采样电阻2、滤波器3和差分放大器4传输至所述模数转换器1，由该模数转换器1转换为数字信号，过程中，与所述模数转换器1通讯连接的参考电压源模块5用于提供参考电压源。

所述模数转换器1采用型号为ADS1278的芯片，该芯片是TI出产的8通道、24位Σ-Δ架构工业模数转换器；该芯片内置了多个独立的高阶斩波稳定调制器和FIR数据滤波器，可支持8通道同时采样，支持高速、高精度、低速、低功耗4种模式，采样率高达118ksps。由于可以同时采样，可以消除采样时的相位误差，这一点尤其适合于电能多项采集的场合。此外，该芯片与处理器之间的接口使用串行总线，使得该芯片与处理器之间的连接很方便，具有很好的兼容性。

该电能质量数据采集电路的工作过程为：模拟信号顺次地经采样电路和滤波器3的处理后传输至差分放大器4，进行调理，该差分放大器4将信号放大到与模数转换器1量程相匹配的大小。型号为ADS1278的模数转换器1内置的调制器检测将差分放大器4传输过来的信号并将其与参考电压源做比较，得到一个低噪声的数字输出流。

ADS1278芯片输出的是二进制补码，最高位是符号位。当输出电压时负值时，最高位是1，反之为0。ADS1278芯片输出的数字量的范围为：ADS1278芯片可以通过引脚MODE[1:0]来选择工作模式，实现采样速度、精度、功耗之间的最佳平衡。见下表：