[发明专利]一种交流电压采样电路及方法

权利要求书

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块的输出端；

所述第四电阻的一端还与所述第五电阻的一端连接，所述第四电 阻的另一端输入供电电压，所述第五电阻的另一端接地。

4.根据权利要求1-3任一项所述的交流电压采样电路，其特征在 于，所述采样模块具体用于：

在预设的采样时间内，按照预设周期对所述第二电压转换模块输 出的第三交流电压进行采样，得到采样点集合；

确定所述采样点集合中电压值最大的N个采样点，并根据所述N 个采样点的电压值、预先存储的第一电压转换公式及第二电压转换公 式，计算得到所述交流电源的峰值电压；以及，根据所述N个采样点 中相邻两个采样点的间隔时间，确定所述交流电源的频率；其中，N为 整数，N≥2。

5.根据权利要求1-4任一项所述的交流电压采样电路，其特征在 于，所述采样模块包括微处理单元MCU。

6.一种交流电压采样方法，应用于如权利要求1-5任一项所述的 交流电压采样电路，其特征在于，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。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述第三交 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，包括：

在预设的采样时间内，按照预设周期对所述第三交流电压进行采 样，得到采样点集合；

确定所述采样点集合中电压值最大的N个采样点，并根据所述N 个采样点的电压值、预先存储的第一电压转换公式及第二电压转换公 式，计算得到所述交流电源的峰值电压；以及，根据所述N个采样点 中相邻两个采样点的间隔时间，确定所述交流电源的频率；其中，N为 整数，N≥2。