[实用新型]一种适合于单片机的三相交流电量检测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及交流电量的检测预处理电路，尤其是指一种适合于单片机的三相交流电量检测电路，用来检测低压三相交流中的线电压、线电流及其频率。

背景技术

利用单片机对低压三相交流的线电压、线电流进行检测主要应用于基于单片机的控制系统中。目前单片机中AD转换器或独立AD转换芯片一般采用5V或3.3V的单电源供电，其检测方法主要有三种。第一种是将三相中交流的交流电压量和交流电流量通过电压及电流互感器传变后整流，变成直流量经电容滤波后经电阻分压取出一部分送入AD转换通道检测，这种方法反应慢，实时性比较差且整流桥是非线性元件，会影响检测的精度。另一种方法是将电压及电流互感器传变后通过运算放大器将信号电平值抬高，使正弦信号变化的范围都处于AD转换器可处理的电平之内，这种方法需要专门的电平抬高电路和抬高电压源，且正弦峰—峰值变化的范围要小于AD转换器供电电源，检测精度受到局限，转换后的数据需要进行处理。最后一种方法是采用双电源的AD转换器直接对电压及电流互感器传变后的双极性信号进行AD转换，此时必须设置正负双电源，导致电路硬件结构相对较为复杂。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种硬件结构简单、能获得单极性输出信号且检测精度较高的适合于单片机的三相交流电量检测电路。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：该适合于单片机的三相交流电量检测电路，包括电流互感器和互感器二次侧信号预处理电路，其特征在于：所述的互感器二次侧信号预处理电路包括第一运算放大电路和第二运算放大电路，所述的第一运算放大电路包括第一运算放大器、第一RC相位补偿电路、第一反馈电阻和第一抗干扰电容，所述的第二运算放大电路包括第二运算放大器、第二RC相位补偿电路、第二反馈电阻和第二抗干扰电容。

优选地，所述第一运算放大器和第二运算放大器的正向输入端相连并接地，所述第一RC相位补偿电路包括第一电容和第二电阻，该第一电容的第一端与所述第一反馈电阻的第一端以及第一运算放大器的反向输入端相连并同时连接到所述电流互感器的第一输出端，该第一电容的第二端与所述第二电阻的第一端相连接，所述第二电阻的第二端与所述第一反馈电阻的第二端以及第一运算放大器的输出端两连，所述第一抗干扰电容的第一端与第一运算放大器的输出端相连，所述第一抗干扰电容的第二端接地；所述第二RC相位补偿电路包括第二电容和第三电阻，该第二电容的第一端与所述第二反馈电阻的第一端以及第二运算放大器的反向输入端相连并同时连接到所述电流互感器的第二输出端，该第二电容的第二端与所述第三电阻的第一端相连接，所述第三电阻的第二端与所述第二反馈电阻的第二端以及第二运算放大器的输出端两连，所述第二抗干扰电容的第一端与第二运算放大器的输出端相连，所述第二抗干扰电容的第二端与所述第一抗干扰电容的第二端相连并接地。

进一步优选，还包括有第一二极管、第二二极管、第五电阻和第六电阻，所述第一二极管和第二二极管相互反向设置且并联在所述电流互感器的第一输出端与第二输出端之间，所述第五电阻的第一端与电流互感器的第一输出端相连，所述第六电阻的第一端与电流互感器的第二输出端相连，所述第五电阻的第二端与第六电阻的第二端相连并接地。

为了控制流过电流互感器一次侧的电流，所述电流互感器的一次侧设有输入电阻。并且，输入电阻均采用大电阻。

若用来检测低压三相电路线电压，所述的电流互感器为HPT300AC。

若用来检测低压三相电路线电流，所述的电流互感器为HCT255。

作为上述任一方案的优选，所述的第一运算放大器和第二运算放大器均采用LM324。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该三相交流电量检测电路包括电流互感器、运算放大器、电阻和电容元件等，可用于检测低压三相交流中的线电压、线电流及其频率，硬件构成简单、可靠性高，输入一个由电流互感器传变的正弦信号，输出信号为两个互差半个周期的单极性正弦半波，适合于单电源供电的AD转换器及单片机或AD芯片检测三相交流电量的场合，且正弦峰值可达到AD转换器最大输入电压，提高了检测精度。另外，电流互感器非线性度非常小，抗干扰能力强，AD转换后数据处理方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。