[发明专利]一种单一电流互感器取能与采样电路及控制方法

权利要求书

1.一种单一电流互感器取能与采样电路及控制方法，其特征在于：包括过电压保护电路、电流信号变换电路、分流电路、整流滤波电路、升压电路、交流电压信号正半周变换电路、交流电压信号负半周变换电路、直流电压信号变换电路和输出电压信号变换电路，所述过电压保护电路与分流电路连接，所述分流电路分别与电流信号变换电路、整流滤波电路、交流电压信号正半周变换电路和交流电压信号负半周变换电路连接，所述整流滤波电路分别与升压电路和直流电压信号变换电路连接，所述升压电路分别与MCU和输出电压信号变换电路连接，所述交流电压信号正半周变换电路、交流电压信号负半周变换电路、直流电压信号变换电路和输出电压信号变换电路都与A/D转换器连接且A/D转换器与MCU连接，所述直流电压信号变换电路由电阻R8、电阻R9和电容C6组成，所述电阻R8上端与电源引脚Vdc1连接，所述电阻R8下端、电阻R9上端和电容C6上端都与A/D转换器的转换通道4连接。

2.一种单一电流互感器取能与采样电路及控制方法，其特征在于：其所述控制方法包含以下步骤：

a)采样过程控制：当需要获取电力系统一次电流值时，MCU经“MCU控制1”和“MCU控制2”驱动MOSFET管Q1和MOSFET管Q2导通，然后通过AD转换器对“至AD转换通道1”进行信号采样得到电力系统一次电流对应的采样值，电流经微型精密电流变换器T、MOSFET管Q1、MOSFET管Q2返回，如果电流较大，MOSFET管管压降增加，会有部分电流经MOSFET管Q2内部集成的二极管及整流滤波电路中的二极管D6返回，电流经微型精密电流变换器T、MOSFET管Q2、MOSFET管Q1返回，如果电流较大，MOSFET管管压降增加，会有部分电流经MOSFET管Q1内部集成的二极管及整流电路中的二极管D4返回；

b)取能过程控制：当上述采样过程结束后，MCU通过“MCU控制1”和“MCU控制2”关闭MOSFET管Q1和MOSFET管Q2，此时整流滤波电路接入电流互感器TA的二次回路中，开始取能，取能过程中，MCU仍可打开MOSFET管Q1和MOSFET管Q2，以限制整流滤波后的直流电压Vdc1过高，取能过程中，MCU同样通过电流信号变换电路可获得取能电流的值，取能过程中可对输出电压Vdc2进行调节，将Vdc2控制在规定的电压范围内，已满足负载对电压的要求。

3.如权利要求1所述的一种单一电流互感器取能与采样电路及控制方法，其特征在于：所述过电压保护电路由TVS管DT、电压检测器U2、电容C3、二极管D7、MOSFET管Q1、电阻R2、二极管D9、MOSFET管Q2和电阻R3组成，所述电容C3上端和电压检测器U2的引脚IN都与电源引脚Vdc1连接，所述电压检测器U2的引脚OUT分别与二极管D7左端和二极管D9左端连接，所述二极管D7右端和电阻R2上端都与MOSFET管Q1栅极连接，所述二极管D9右端和电阻R3上端都与MOSFET管Q2栅极连接，所述TVS管DT下端与电源引脚Vac2连接且TVS管DT上端与电源引脚Vac1连接。

4.如权利要求1所述的一种单一电流互感器取能与采样电路及控制方法，其特征在于：所述电流信号变换电路由微型精密电流变换器T、二极管D1、二极管D2、运算放大器U1、电阻R1、电容C1和电位器RW组成，所述电容C1和电位器RW串联后与电阻R1并联，所述电阻R1左端、二极管D1上端和二极管D2上端都与运算放大器U1的负输入引脚连接，所述二极管D1下端和二极管D2下端都与运算放大器U1的正输入引脚连接，所述电阻R1右端和运算放大器U1输出引脚都与A/D转换器的转换通道1连接。

5.如权利要求1所述的一种单一电流互感器取能与采样电路及控制方法，其特征在于：所述分流电路由二极管D8、MOSFET管Q1、电阻R2、二极管D10、MOSFET管Q2和电阻R3组成，所述二极管D8右端和电阻R2上端都与MOSFET管Q1栅极连接，所述电阻R2下端与MOSFET管Q1源极连接，所述二极管D10右端和电阻R3上端都与MOSFET管Q2栅极连接，所述电阻R3下端与MOSFET管Q2源极连接。