[实用新型]一种隔离电力线电压测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电压测量装置，特别是涉及一种隔离电力线电压测量装置。

背景技术

现有技术中，在与电力线相隔离的条件下，如需要对电力线电压进行测量，所使用的测量装置通常包括隔离变压器、交直流信号转换电路和单片机等控制器。隔离变压器将电力线上的高电压交流电转换成低电压信号，交直流信号转换电路将获得的低电压信号滤波成直流信号，单片机等控制器对所获得的直流信号的电平进行检测，并获得所测量出电力线交流电的电压。这样的电压测量结构存在电路较为复杂、成本高、体积大、测量精度差等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种隔离电力线电压测量装置，具有电路实现简单、成本低、体积小、测量精度高等优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种隔离电力线电压测量装置，用于检测交流电力线的相线电压，包括检测电路、隔离电路和单片机控制器；所述检测电路具有检测端口和检测输出端口，所述隔离电路设有输入端口和输出端口，所述单片机控制器设有信号采集端口；

所述检测电路的检测端口接到所检测的交流电力线的相线上，所述检测电路的检测输出端口接到所述隔离电路的输入端口；所述隔离电路的输出端口接到单片机控制器；所述检测电路设有阈值电压，交流电力线的电压波形高于所述的阈值电压时，检测电路发生动作，并通过所述隔离电路传导至单片机控制器；单片机控制器测量获得所述检测电路的动作持续时间△t和时间周期T；

根据交流电的特性可获得交流电的正弦表达式以及相关参数的表达式如下：

其中，U_T是所述检测电路的阈值电压，U_m是峰值电压，U_rms就是电力线上交流电的电压有效值。该检测装置可广泛应用于电力控制系统、家用电器、仪器设备等具有开关电源、单片机控制器的设备器件中，使用方便简单。

作为一种优选，所述检测电路包括TL431等电压检测芯片；所述TL431芯片的REF引脚构成所述检测电路的检测端口，并与所述交流电力线的分压电阻相连接；所述TL431芯片的K引脚作为所述检测电路的检测输出端口。

作为一种优选，所述隔离电路包括PC817光耦；所述光耦的第2脚接到所述检测电路的检测输出端口；所述光耦的第3脚与所述单片机控制器共地；所述光耦的第4脚接到所述单片机控制器，光耦的第4脚还通过一个电阻接到+5V的电源上。使用光耦器件进行电路隔离，使得电路的高压侧和低压侧有效隔离，更为安全可靠。

作为一种优选，还包括供电电路，所述供电电路与所述交流电力线相连接，并获取电能；所述供电电路对所述检测电路和所述隔离电路供电。

作为一种优选，所述供电电路为开关电源隔离变压器，并将给开关电源隔离变压器的其中一绕组与所述检测电路和所述隔离电路相连接，并提供电源。

本实用新型的有益效果是：通过设定检测电路的阈值电压，使得超过阈值电压的电信号才会被采样，同时根据正弦交流电的特性，可获得超过阈值电压的电信号时间和周期，并通过计算获得峰值电压和电力线上交流电的电压有效值。无需将交流信号转换为直流信号，而是直接根据正弦交流电的特性进行测量，具有电路实现简单、成本低、体积小、测量精度高等优点。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种隔离电力线电压测量装置不局限于实施例。

附图说明

图1是本实用新型的正弦电流波形图；

图2是本实用新型的原理框图；

图3是本实用新型的电路示意图。

具体实施方式

实施例

参见图1所示，本实用新型的一种隔离电力线电压测量装置，包括检测电路1、隔离电路2和单片机控制器4；所述检测电路1具有检测端口和检测输出端口，所述隔离电路2设有输入端口和输出端口，所述单片机控制器4设有信号采集端口；

所述检测电路1的检测端口接到所检测的交流电力线的相线上，所述检测电路1的检测输出端口接到所述隔离电路2的输入端口；所述隔离电路2的输出端口接到单片机控制器4；所述检测电路1设有阈值电压，交流电力线的电压波形高于所述的阈值电压时，检测电路1发生动作，并通过所述隔离电路2传导至单片机控制器4；单片机控制器4测量获得所述检测电路1的动作持续时间△t和时间周期T；

根据交流电的特性可获得交流电的正弦表达式以及相关参数的表达式如下：