[实用新型]一种带有数字式校正功能的交流电压传感器信号调理电路

说明书

本实用新型涉及一种带有数字式校正功能的交流电压传感器信号调理电路，依次包括电压传感器、积分电路、调幅电路、调相电路和A/D回路，调幅电路和调相电路中均设有数字电位器，调幅电路、调相电路和A/D回路均与CPU系统相连。通过积分电路、调幅电路、调相电路等，能够完整还原一次高压信号特征；该调理电路和电压传感器配合，提高了暂态响应速度，不仅满足传感器的稳态误差，而且满足传感器要求的全部暂态误差；通过数字式电位器，直接用硬件方式实现对传感器输出信号幅值、相移的校正。

技术领域

本实用新型涉及配电自动化技术领域，尤其涉及一种带有数字式校正功能的交流电压传感器信号调理电路。

背景技术

传统铁磁式电压互感器占整个配电系统用量的绝大多数，但也是较易出故障的主回路主要元件之一，80％故障原因是由铁磁谐振引起的。但电子式电压互感器不会发生谐振，还有低功耗、体积更小、重量轻、绝缘性能好、驱动能力强、抗电磁干扰能力强等优点。本发明所涉及的电容分压形式的电子式电压互感器作为交流电压传感器的一种，可覆盖测量与保护量程、能满足其额定一次电压测量级与保护级的全部误差要求的非传统电压互感器，继承了电子式电压互感器的全部优点。

然而，对于采用纯电容分压器的电压传感器，目前存在的突出问题分别是：1)由电力线路“陷阱电荷”现象和一次侧短路造成的暂态特性问题；2)由于电容器的一致性无法保证，需要对传感器信号调理电路的幅值和相移进行校正。

实用新型内容

本实用新型提供了一种带有数字式校正功能的交流电压传感器信号调理电路设计，能够提高电容式电压互感器的暂态响应速度，满足技术规范的全部误差要求；并采用硬件方式，通过数字电位器对电压传感器的输出信号的幅值、相移等进行校正。

本实用新型具体内容如下：一种带有数字式校正功能的交流电压传感器信号调理电路，依次包括电压传感器、积分电路、调幅电路、调相电路和A/D回路，调幅电路和调相电路中均设有数字电位器，调幅电路、调相电路和A/D回路均与CPU系统相连。

进一步的，所述电压传感器的电压信号传输到积分电路中，积分电路还原原始电压信号，调幅电路放大积分电路输出的信号以匹配A/D回路的输入电压范围，调相电路调整前序电路产生的相移。

进一步的，所述电压传感器包括高压臂电容CH、低压臂电容CL、压敏电阻RV和电阻R，压敏电阻RV和电阻R一端接地，一端连接在高压臂电容CH与低压臂电容CL之间，电压传感器的输出电压UA进入积分电路。

进一步的，所述积分电路包括运算放大器D2A、电容C3～C4，电阻R4～R7，电阻R4一端接电压传感器输出信号UA，另一端与R5串联；电阻R5一端与R4串联，另一端接至运算放大器D2A的同相输入端3脚；电容C3一端分别与电阻R4、R5连接，另一端接至运算放大器D2A的输出端1脚；电容C4一端与运算放大器D2A的同相输入端3脚，另一端接地；电阻R6一端接地，另一端同时与运算放大器D2A反相输入端2脚和电阻R7连接；电阻R7一端与运算放大器D2A反相输入端2脚连接，另一端接至运算放大器D2A输出端1脚；运算放大器D2A的输出信号UA1进入调幅电路。

进一步的，所述调幅电路包括运算放大器D1A、电阻R1～R3、电容C1～C2和I2C接口数字电位器RD1，电阻R1一端接积分电路输出的电压信号UA1，另一端接至运算放大器D1A及电容C1的一端；电容C1一端同时接电阻R1和运算放大器D1A的同相输入端3脚，另一端接地；电阻R2一端接地，另一端接运算放大器D1A的反相输入端2脚，以及电容C2和电阻R3的一端；电容C2两端分别接运算放大器D1A的反相输入端2脚和输出端1脚；电阻R3一端接运算放大器D1A的反相输入端2脚，以及电阻R2和电容C2的一端；电阻R3的另一端接I2C接口数字电位器RD1；I2C接口数字电位器RD1一端接电阻R3，另一端接运算放大器D1A的输出端1脚；运算放大器D1A的输出信号UA2进入调相电路。