[发明专利]一种基于互感器单相交流电压检测保护电路

权利要求书

1.一种基于互感器单相交流电压检测保护电路，其特征在于，包括微控制器、基准电压电路，以及依次连接的限流电路、电流电压转换电路、滤波电路、电压放大电路、波形变换电路；

基准电压电路连接电压放大电路和波形变换电路，用于为电压放大电路和波形变换电路提供基准电压；

微控制器连接电压放大电路输出端，用于对经限流电路限流、并经电流电压转换电路转换、然后经滤波电路滤波、再经电压放大电路放大后的单相交流电压进行采集并抽样得到单相交流电压的抽样数据，并根据抽样数据计算实时单相交流电压，以与预设过压值、欠压值比较；

微控制器连接至外部继电器驱动电路，用于在实时单相交流电压高于过压值或低于欠压值时，输出驱动电平给外部继电器驱动电路，以使外部继电器驱动电路关断电源；

波形变换电路用于将电压放大电路放大后的单相交流电压转换为方波输出，微控制器连接波形变换电路输出端，用于采集方波以检测单相交流电的实时频率和过零点，并在检测到过零点时输出驱动电平给外部继电器驱动电路，以使外部继电器驱动电路关断电源。

2.根据权利要求1所述的基于互感器单相交流电压检测保护电路，其特征在于，微控制器通过外部串口通信电路连接至监控平台，用于将实时单相交流电压、实时频率、过零点信息，以及实时单相交流电压高于过压值或低于欠压值时的报警信息，通过外部串口通信电路发送至监控平台。

3.根据权利要求2所述的基于互感器单相交流电压检测保护电路，其特征在于，微控制器包括单片机，单片机的第一采样端口与电压放大电路的输出端口相连，单片机的第二采样端口与波形变换电路输出端口相连，单片机的第一输出端口与外部继电器驱动电路的连接点相连，单片机的第一串口与外部串口通信电路的连接点相连。

4.根据权利要求1所述的基于互感器单相交流电压检测保护电路，其特征在于，限流电路包括电阻R15，电流电压转换电路包括电压互感器PT1、电阻R16，电阻R15一端与外部单相交流电的火线相连，另一端与电压互感器PT1的原边2脚相连，电压互感器PT1的原边1脚与外部输入单相交流电的零线相连，电阻R16连接在电压互感器PT1的副边3脚和4脚之间，电压互感器PT1的副边3脚和4脚连接滤波电路。

5.根据权利要求4所述的基于互感器单相交流电压检测保护电路，其特征在于，滤波电路包括电容C16、电容C17、电容C18、电阻R17、磁珠FB1、磁珠FB2，电容C16的一端与电源负极地相连，另一端与电压互感器PT1的副边3脚、电阻R17一端、磁珠FB1一端相连，电容C17一端与电源负极地相连，另一端与电压互感器PT1的副边4脚、电容C18一端、磁珠FB2一端相连，电阻R17另一端与电容C18另一端相连，磁珠FB1另一端、磁珠FB2另一端与电压放大电路输入端相连。

6.根据权利要求5所述的基于互感器单相交流电压检测保护电路，其特征在于，电压放大电路包括电阻R20、电阻R21、电阻R22、电容C21、电容C22、运算放大器U7B，运算放大器U7B的同相输入端5脚与磁珠FB1另一端、基准电压电路的基准电压输出端相连，运算放大器U7B的反相输入端6脚与电阻R20的一端、电阻R21一端相连，电阻R20另一端与磁珠FB2另一端相连，电阻R21另一端与运算放大器U7B输出端7脚、电阻R22一端相连，电容C21并联于电阻R21两端，电阻R22另一端与电容C22一端、微控制器相连，运算放大器U7B的11脚、电容C22另一端均与电源负极地相连，运算放大器U7B的4脚与电源+3.3V相连。

7.根据权利要求1所述的基于互感器单相交流电压检测保护电路，其特征在于，波形变换电路包括电阻R23、电容C23、运算放大器U7C，电阻R23一端与电压放大电路输出端相连，电阻R23另一端与运算放大器U7C同相输入端10脚相连，运算放大器U7C反相输入端9脚与基准电压电路的基准电压输出端相连，运算放大器U7C输出端8脚与电容C23一端、微控制器相连，电容C23另一端与电源负极地相连。

8.根据权利要求1所述的基于互感器单相交流电压检测保护电路，其特征在于，基准电压电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C13、电容C14、电容C15和串联集成稳压芯片U6，电阻R12一端和电容C15一端、+3.3V电源相连接，电容C15另一端接地，电阻R12另一端与串联集成稳压芯片U6的阴极、电阻R13一端、电容C13一端、电容C14一端相连，并作为基准电压输出端与波形变换电路的反相输入端、电压放大电路的同相输入端相连，电容C13另一端、电容C14另一端接地，电阻R13另一端与串联集成稳压芯片U6的控制极、电阻R14一端相连接，电阻R14另一端与串联集成稳压芯片U6的阳极、电源负极地相连接。