[发明专利]交流电压采样电路和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子领域，特别是涉及一种交流电压采样电路和方法。

背景技术

由于交流电压的方向和幅值随时间变化，对交流电压进行采样时通常采用电压互感器进行隔离降压后，再进行交流电压和相位的采样。但是，电压互感器精度不高，所采集的交流电压误差较大。

采用将交流电压整流后，配合过零信号，进行交流电压和相位的采样的方法，整流后级需要连接较大负载，以保证整流后的电压能接近零点，但整流二极管的压降导致整流后的电压无法达到零点，使得通过将交流电压整流并配合过零信号进行交流电压和相位的采样精度较低。

发明内容

基于此，有必要针对现有的交流电压采样误差较大和采样精度较低的问题，提供一种交流电压采样电路和方法。

为实现本发明目的提供的一种交流电压采样电路，包括第一采样电路、第二采样电路和比较模块；

所述第一采样电路的输入端与交流电源的相线电连接，所述第一采样电路的第一输出端与所述交流电源的零线电连接，用于采集所述交流电源输出交流电压时的第一电压；

所述第二采样电路的输入端与所述零线电连接，所述第二采样电路的第一输出端与所述相线电连接，用于采集所述交流电源输出所述交流电压时的第二电压；

所述比较模块的第一输入端和第二输入端分别与所述第一采样电路的第二输出端和所述第二采样电路的第二输出端电连接，根据所述第一采样电路的第二输出端输出的所述第一电压和所述第二采样电路的第二输出端输出的所述第二电压，得到所述交流电压。

在其中一个实施例中，所述第一采样电路包括第一电阻、第二电阻和第一二极管；

所述第一电阻的一端为所述第一采样电路的输入端，与所述相线电连接；

所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端电连接，且所述第一电阻与所述第二电阻的连接端为所述第一采样电路的第二输出端；

所述第二电阻的另一端与所述第一二极管的正极电连接后，耦合至参考电压端；

所述第一二极管的负极为所述第一采样电路的第一输出端，与所述零线电连接。

在其中一个实施例中，所述第二采样电路包括第三电阻、第四电阻和第二二极管；

所述第三电阻的一端为所述第二采样电路的输入端，与所述零线电连接；

所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端电连接，且所述第三电阻与所述第四电阻的连接端为所述第二采样电路的第二输出端；

所述第四电阻的另一端与所述第二二极管的正极电连接后，耦合至所述参考电压端；

所述第二二极管的负极为所述第二采样电路的第一输出端，与所述相线电连接。

在其中一个实施例中，所述比较器包括判断模块和第一计算模块；

所述判断模块，用于判断所述第一电压和所述第二电压之间的大小关系；

当所述判断模块判断出所述第一电压大于或等于所述第二电压时，所述第一计算模块根据所述第一电压和所述第二电压计算得到所述交流电压为：

其中，u_AC表征所述交流电源输出的所述交流电压；R₁表征所述第一电阻的阻值；R₂表征所述第二电阻的阻值；R₃表征所述第三电阻的阻值；R₄表征所述第四电阻的阻值；V1表征所述第一电压；V2表征所述第二电压。

在其中一个实施例中，所述比较器还包括第二计算模块；

当所述判断模块判断出所述第一电压小于所述第二电压时，所述第二计算模块根据所述第一电压和所述第二电压计算得到所述交流电压为：

在其中一个实施例中，还包括第三二极管和第四二极管；

所述第三二极管的正极与所述交流电源的所述零线电连接，所述第三二极管的负极耦合至参考电压端；

所述第四二极管的正极与所述交流电源的所述相线电连接，所述第四二极管的负极耦合至所述参考电压端。

在其中一个实施例中，还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第三二极管的负极和所述第四二极管的负极电连接，所述第五电阻的另一端耦合至所述参考电压端。

相应的，基于上述任一种交流电压采样电路，本发明还提供了一种交流电压采样方法，采用前面任一所述的交流电压采样电路进行采样，包括如下步骤：

所述交流电压采样电路中的第一采样电路和第二采样电路分别采集交流电源输出交流电压时的第一电压和第二电压；

所述交流电压采样电路中的比较模块根据所述第一电压和所述第二电压，得到所述交流电压；