[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

说明书

本发明公开了一种单一电流互感器取能与采样电路及控制方法，主要内容为：所述过电压保护电路与分流电路连接，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，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，升压电路分别与MCU和输出电压信号变换电路连接，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。本发明具有取能可控、采样信号准确及成本低的特点。

技术领域

本发明涉及电力自动化技术领域，具体地说，特别涉及一种单一电流互感器取能与采样电路及控制方法。

背景技术

伴随着智能电网的发展，数字传感器及在线监测终端等自动化设备被大量使用，这些设备受安装位置、成本、绝缘等条件的限制，通常会采用太阳能光伏发电、电流互感器供电、电容分压供电、激光供能及单独电池供电的供电方式，这些供电方式各有优缺点，但对于需要监视电力系统电流的设备，如故障指示器、自供电的保护装置等，电流互感器供电从适用环境、成本、可靠性等方面综合考虑都是最适合的方式。

目前，电流互感器供电和电流信号采样的方式一般采用双TA(电流互感器)方式，双TA方式包括两种：一种为两个独立的TA，另一种为一个铁芯上有两个二次绕组。双TA方式无疑增加了材料成本，而两个二次绕组的方式，当取能绕组负载变化会引起磁路变化从而导致采样绕组的信号变化，影响测量精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了一种单一电流互感器取能与采样电路及控制方法，其具有取能可控、采样信号准确及成本低的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单一电流互感器取能与采样电路及控制方法，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。

作为本发明的一种优选实施方式，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。