一种全桥整流恒流源负载的功率检测直流接口的制作方法
【专利说明】一种全桥整流恒流源负载的功率检测直流接口
[0001]此案是申请日2013-11-08，申请号2013105504289申请名称“一种全桥整流负载功率和交流功率的高精度检测电路”的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种电源功率检测，特别是一种全桥整流恒流源负载的功率检测直流接口。
【背景技术】
[0003]通过交流220v整流后，通过调节电路(恒流或恒压)直接加载在负载上，通过现有的仪器对电源的功率因素检测会出现问题。
[0004]功率因数(英语:Power Factor，缩写:PF)又称功率因子，是交流电力系统中特有的物理量，是一负载所消耗的有功功率与其视在功率的比值，其数值在O到I之间。
[0005]有功功率代表一电路在特定时间做功的能力，视在功率是电压和电流有效值的乘积。纯电阻负载的视在功率等于有功功率，其功率因子为I。若负载是由电感、电容及电阻组成的线性负载，能量可能会在负载端及电源端往复流动，使得有功功率下降。
[0006]功率因子和电效率(英语:Electrical efficiency)二者是不同概念,一设备的效率是输出功率相对于输入功率的比值，和功率因数不同。一设备功率因子提升后，设备本身的效率不一定会随之提升。但功率因子提升后，视在功率及输入电流会减小，因此供电系统的效率会提升。
[0007]在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号C0SC5表示，在线性交流电路中，数值上功率因数是有功功率和视在功率的比值，即C0Sc5=P/S。现有的功率因数检测都是基于此原理给出的。这种检测只对交流电压与电流之间的相位差进行检测，不需要对实际功率输出进行检测，因此对非线性负载，得到的结论是有偏差的。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种即能给出交流电压与电流之间的相位差，又能给出有功功率与其视在功率和其比值的全桥整流负载功率和交流功率的高精度检测电路。
[0009]本发明的目的是这样实现的，一种全桥整流恒流源负载的功率检测直流接口，其特征是:包括:电流传感单元和电压传感单元，电流传感单元是在负载回路中串接发光二极管D，发光二极管D的发光方向上有光电接收器G，通过光电接收器G接收的电压或电流值获取直流输出电流；电压传感单元是通过电阻Rl和R2进行分压，R2上的电压输出给出直流输出端电压，R2上的电压通过电压跟随器隔离。
[0010]所述的电流传感单元和电压传感单元将传感的直流电流和直流电压信号提供给检测电路处理；由检测电路同给出直流功率。
[0011]所述的检测电路包括显示器、按键、处理器，处理器电连接有显示器和按键，处理器带有多路A/d转换器端口，多路A/D转换器端口分别与直流输出端接口的传感器输出端电连接。
[0012]所述的直流输出端接口有接口，通过导线连接端子将直流输出端接口信号引入到检测电路信号检测输入端口。
[0013]本发明的优点是:在交流输入端口与交流电源之间有交流输入端接，在直流输出端与负载RL之间有直流输出端接口，直流输出端接口和交流输入端接口与检测电路电连接，直流输出端接口用于传感输入端的电流和电压信号，将传感的电流和电压信号提供给检测电路处理；交流输入端接口用于传感输出端的电流和电压信号，将传感的电流和电压信号提供给检测电路处理；由检测电路同时给出有功功率、视在功率，给出有功功率与视在功率的比值。由处理器采样、处理，得到交流电压、交流电流，直流电压、直流电流，交流电压和电流采用积分测量，得到平均功率。
【附图说明】
[0014]下面结合实施例附图对本发明作进一步说明:
图1是本发明实施例电路原理图；
图2是检测电路原理图；
图3是交流输入端接口实施例1电路原理图；
图4是交流输入端接口实施例2电路原理图；
图5是直流输出端接口实施例1电路原理图；
图6是直流输出端接口实施例2电路原理图。
[0015]图中，1、交流输入端口 ；2、交流输入端接口 ；3、显示器；4、按键；5、检测电路；6、直流输出端接口 ；7、直流输出端；8、调节电路；9、整流滤波电路；10、处理器。
【具体实施方式】
[0016]实施例1
如图1所示，一种全桥整流恒流源负载的功率检测直流接口，其特征是:至少包括整流滤波电路9和调节电路8，整流滤波电路9的输入端是交流输入端口 1，整流滤波电路9和调节电路8的输出端是直流输出端7，在交流输入端口 I与交流电源之间有交流输入端接口2，在直流输出端7与负载RL之间有直流输出端接口 6，直流输出端接口 6和交流输入端接口 2与检测电路5电连接，直流输出端接口 6用于传感输入端的电流和电压信号，将传感的电流和电压信号提供给检测电路5处理；交流输入端接口 2用于传感输出端的电流和电压信号，将传感的电流和电压信号提供给检测电路5处理；由检测电路5同时给出有功功率、视在功率，给出有功功率与视在功率的比值。
[0017]如图2所示，检测电路5包括显示器3、按键4、处理器10，处理器10电连接有显示器3和按键4，处理器10带有多路A/D转换器端口，多路A/D转换器端口分别与直流输出端接口 6的传感器输出端电连接，直流输出端接口 6的传感器有电流传感单元601和电压传感单元602，电流传感单元601和电压传感单元602将传感的电流和电压信号提供给检测电路5的处理器10处理；多路A/D转换器端口分别与交流输入端接口 2的传感器输出端电连接，交流输入端接口 2的传感器有电流传感单元201和电压传感单元202，电流传感单元201和电压传感单元202将传感的电流和电压信号提供给检测电路5的处理器10处理，处理器10处理的结果显示在显示器3。
[0018]如图3所示，交流输入端接口 2中的电流传感单元601是在输入端串接有电阻R和发光元件GFS (无极性光源)，发光元件GFS (无极性光源)发出光对准光电池GJS，光电池GJS输出电压与A/D转换器端口电连接。电压传感单元602是套接在交流回路中的互感线圈L。互感线圈L的输出端与A/D转换器端口电连接。
[0019]如图5所示，直流输出端接口 6中的电流传感单元201是在负载回路中串接发光二极管D，发光二极管D的发光方向上有光电接收器G，通过光电接收器G接收的电压或电流值获取直流输出电流。直流输出端接口 6中的电压传感单元202是通过电阻Rl和R2进行分压，R2上的电压输出给出直流输出端电压，为了不影响分压对电压检测的影响(主要是输入阻抗对A/D输入端的影响)，R2上的电压通过电压跟随器隔离。
[0020]实施例2
与实施例1不同的是:如图4所示，交流输入端接口 2中的电流传感单元601是在输入端串接的电压互感器T，电压互感器T 一端与交流220V电连接，电压互感器T输出端与A/D转换器端口电连接。电压传感单元602是套接在交流回路中的互感线圈L。互感线圈L的输出端与A/D转换器端口电连接。
[0021]如图6所示，直流输出端接口 6中的电流传感单元201是在负载回路中串接电阻R0，通过电阻RO获取电压，电阻RO是标准电阻，重而获取直流输出电流。与图5相同，直流输出端接口 6中的电压传感单元202是通过电阻Rl和R2进行分压，R2上的电压输出给出直流输出端电压，为了不影响分压对电压检测的影响(主要是输入阻抗对A/D输入端的影响)，R2上的电压通过电压跟随器隔离。
[0022]交流输入端接口 2和直流输出端接口 6有接口，通过导线连接端子将交流输入端接口 2和直流输出端接口 6信号引入到检测电路5信号检测输入端口，与处理器10电连接，由处理器10采样、处理，得到交流电压、交流电流，直流电压、直流电流，交流电压和电流采用积分测量，得到平均功率。
【主权项】
1.一种全桥整流恒流源负载的功率检测直流接口，其特征是:包括:电流传感单元和电压传感单元，电流传感单元是在负载回路中串接发光二极管D，发光二极管D的发光方向上有光电接收器G，通过光电接收器G接收的电压或电流值获取直流输出电流；电压传感单元是通过电阻Rl和R2进行分压，R2上的电压输出给出直流输出端电压，R2上的电压通过电压跟随器隔尚。
2.根据权利要求1所述的一种全桥整流恒流源负载的功率检测直流接口，其特征是:所述的电流传感单元和电压传感单元将传感的直流电流和直流电压信号提供给检测电路处理；由检测电路同给出直流功率。
3.根据权利要求2所述的一种全桥整流恒流源负载的功率检测直流接口，其特征是:所述的检测电路包括显示器、按键、处理器，处理器电连接有显示器和按键，处理器带有多路A/D转换器端口，多路A/D转换器端口分别与直流输出端接口的传感器输出端电连接。
【专利摘要】本发明涉及一种全桥整流恒流源负载的功率检测直流接口，至少包括整流滤波电路和调节电，整流滤波电的输入端是交流输入端口，整流滤波电和调节电路的输出端是直流输出端，在交流输入端口与交流电源之间有交流输入端接口，在直流输出端与负载RL之间有直流输出端接口，直流输出端接口和交流输入端接口与检测电路电连接，直流输出端接口用于传感输入端的电流和电压信号，将传感的电流和电压信号提供给检测电路处理；交流输入端接口用于传感输出端的电流和电压信号，将传感的电流和电压信号提供给检测电路处理。该方法能给出交流电压与电流之间的相位差，又能给出有功功率与其视在功率和其比值。
【IPC分类】G01R21-133
【公开号】CN104635041
【申请号】CN201310614221
【发明人】刘珉恺
【申请人】西安信唯信息科技有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月8日