[发明专利]一种剩余电流高精度测量的半波检测方法及检测电路

权利要求书

1.一种剩余电流高精度测量的半波检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：通过剩余电流采样电路在交流信号正半周期内等间距采样多个点的ADC值；

第二步：通过有效值算法计算出采样的多个点的ADC值的有效值；

第三步：依据真实剩余电流信号和有效值的映射关系计算剩余电流信号的电流值。

2.根据权利要求1所述的剩余电流高精度测量的半波检测方法，其特征在于，所述第一步中采用的剩余电流采样电路包括：两个与剩余电流互感器的两个输出信号端分别对应连接的第一接入端和第二接入端、将接入的电流信号转换为电压信号的第一转换电阻，以及将转换后电压信号放大的第一放大器；

所述第一步中采样方法为通过单片机的ADC模拟采样口接第一放大器的输出端进行信号采样。

3.根据权利要求2所述的剩余电流高精度测量的半波检测方法，其特征在于，所述第一接入端和所述第二接入端分别与所述第一转换电阻的两端相连，所述第一转换电阻的一端与所述第一放大器的同相输入端连接，所述第一转换电阻的另一端接地；所述第一放大器的输出端连接有第一电阻，所述第一放大器的反相输入端并联连接有第二电阻和第三电阻；所述第三电阻背离与所述第一放大器连接的一端接地，所述第二电阻背离于第一放大器的反相输入端的一端与所述第一电阻连接于第一放大器的一端相连；所述第一放大器的负电源端接地，所述第一放大器的负电源端通过第一电容与所述第一电阻远离于第一放大器的一端相连。

4.根据权利要求3所述的剩余电流高精度测量的半波检测方法，其特征在于，所述第一接入端并联连接有第一TVS管和第二电容；所述第一TVS管远离于所述第一接入端的一端与所述第二接入端连接；所述第二电容远离于所述第一接入端的一端与所述第二接入端连接；所述第一转换电阻远离于所述第一接入端的一端串联有第四电阻，所述第四电阻远离于所述第一转换电阻的一端与所述第一放大器的同相输入端连接。

5.根据权利要求3所述的剩余电流高精度测量的半波检测方法，其特征在于，所述第三步中依据真实剩余电流信号和有效值的映射关系计算剩余电流信号的电流值利用公式：

Xrms＝IS/Nb*R5*(R2+R3)/R3/3.3*4096；

其中，Xrms为所述第二步中获得的有效值；IS为剩余电流的电流值；Nb为电流互感器的放大倍数；R5为第一转换电阻阻值；R2为第二电阻阻值；R3为第三电阻阻值。

6.根据权利要求1-5任一所述的剩余电流高精度测量的半波检测方法，其特征在于，所述第一步中采用的方法为：

在一个完整交流信号周期内做等距采样得到多个采样数据，通过剩余电流采样电路对正半周期的信号进行放大，并将负半周期的信号滤除，得到在交流信号正半周期内等间距采样多个点的ADC值。

7.根据权利要求1-5任一所述的剩余电流高精度测量的半波检测方法，其特征在于，所述第二步中通过有效值算法计算出采样的多个点的ADC值的有效值采用方法为：

将第一步中得到的交流信号正半周期内采集的多个点ADC值，通过均方根算法得出有效值然后乘以硬件电路的系数比例得出实际的有效值。

8.一种剩余电流高精度测量的半波检测电路，其特征在于，包括两个与剩余电流互感器的两个输出信号端分别对应连接的第三接入端和第四接入端、将接入的电流信号转换为电压信号的第二转换电阻，以及将转换后电压信号放大的第二放大器；所述第三接入端和所述第四接入端分别与所述第二转换电阻的两端相连，所述第二转换电阻的一端与所述第二放大器的同相输入端连接，所述第二转换电阻的另一端接地；

所述第二放大器的输出端连接有第五电阻，所述第二放大器的反相输入端并联连接有第六电阻和第七电阻；所述第七电阻背离与所述第二放大器连接的一端接地，所述第六电阻背离于第二放大器的反相输入端的一端与所述第五电阻连接于第二放大器的一端相连；所述第二放大器的负电源端接地，所述第二放大器的负电源端通过第三电容与所述第五电阻远离于第二放大器的一端相连。

9.根据权利要求8所述的剩余电流高精度测量的半波检测电路，其特征在于，所述第三接入端并联连接有第二TVS管和第四电容；所述第二TVS管远离于所述第三接入端的一端与所述第四接入端连接；所述第四电容远离于所述第三接入端的一端与所述第四接入端连接；所述第二转换电阻远离于所述第三接入端的一端串联有第八电阻，所述第八电阻远离于所述第二转换电阻的一端与所述第二放大器的同相输入端连接。