一种三相电流采样电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电路技术领域，具体涉及一种三相电流采样电路。
【背景技术】
[0002]目前电力系统中往往需要测量相电流或者线电流，电流对电能质量的监测和对电网设备的维护有着重要的意义。电力系统中一般电流接入方式分为星型和三角形两种，相电流指的是流过每相电源(负载)的电流，线电流指的是流过端线的电流，对于三角形接法，相电流等于线电流；星型接法，线电流等于相电流乘以根号三。
[0003]目前电能质量的测量用的都是直接用现成的电能计量芯片的方式，这样做有以下缺点:1.电能计量芯片是一种集成电路芯片，在出厂时已经限定了具体的用途，用于检测不同电路系统的兼容性差；2.电能计量芯片功能单一，可移植性不强；3.电能计量芯片升级只能将整个芯片本身更换掉，但是芯片管脚有差异会带来很大的麻烦，这种升级方式成本高且非常不方便。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型解决的目的在于为解决上述现有技术中的问题，从而设计一种三相电流采样电路，具有电路兼容性好、板块可移植性强、安装安全、维护方便的特点。
[0005]为实现本实用新型的目的所采用的技术方案为:一种三相电流采样电路，包括依次连接的电流互感器模块、电路保护模块、信号调理模块和ADC采样模块；还包括一互感器板和一 CPU板，所述电流互感器模块和电路保护模块设于互感器板上，所述信号调理模块和ADC采样模块设于CPU板上；所述电流互感模块包括多个电流互感器；所述信号调理模块包括稳压电源和运放电路，所述稳压电源与运放电路相连，稳压电源为运放电路提供直流偏置电压；所述运放电路用于放大电流信号，运放电路的输入端与所述电流互感器连接，运放电路的输出端与ADC采样模块相连。
[0006]优选的，所述电路保护模块包括多个瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管与所述电流互感器连接。
[0007]优选的，所述电流互感器为穿心式电流互感器。
[0008]优选的，所述ADC采样模块为集成于STM32单片机内部的ADC采样单元，所述STM32单片机的ADC接口与所述运放电路连接。
[0009]优选的，所述ADC采样模块包括数模转换芯片。
[0010]优选的，所述运放电路包括运算放大器。
[0011]优选的，所述稳压电源提供的偏置电压为1.65V。
[0012]优选的，所述电流互感器的精度高于0.2S。
[0013]本实用新型的三相电流将不同模块分开设于不同的电路板上，板间通过电线可拆卸地连接，具有延展性，将对工作环境的要求相对较高的信号调理模块和ADC采样模块远离高压电线，也方便维护处理，以及模块化安装，具有良好的兼容性和扩展性。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型三相电流采样电路的结构示意图
[0015]图2为本实用新型三相电流采样电路的电路图
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做进一步说明:
[0017]如图1所示，为本实施例的模块连接结构示意图，本实施例的三相电流采样电路，包括依次连接的电流互感器模块30、电路保护模块40、信号调理模块50和ADC采样模块60 ;所述电流互感器模块30和电路保护模块40安装在互感器板10上，所述信号调理模块50和ADC采样模块60设于CPU板(控制板)上。
[0018]本实施例将不同模块分开设于不同的电路板上，板间通过电线可拆卸地连接，具有延展性，将对工作环境的要求相对较高的信号调理模块和ADC采样模块远离高压电线，也方便维护处理，以及模块化安装，具有良好的兼容性和扩展性。
[0019]如图2所示，为本实施例的电路连接示意图，图中从左至右依次包括相互连接的电流互感器模块30、电路保护模块40、信号调理模块50和ADC采样模块60。
[0020]所述电流互感器模块30包括三个分别与三相电流连接的穿心式电流互感器，本实施例其选用的型号为zmctl02a。图中三相电流分别与三个电流互感器的IA1，IA2、IBl, IB2、ICl, IC2 接口连接。
[0021]所述电路保护模块40包括三个分别与所述三个电流互感器连接的瞬态抑制二极管D2，D4，D6，用于保护电流互感器。电流互感器后面接了一瞬态抑制二极管，这样是为了过流保护，避免器件烧毁。
[0022]所述信号调理模块50连接在电路保护模块之后，信号调理模块50包括稳压电源和运放电路，所述稳压电源与运放电路相连，稳压电源为运放电路提供直流偏置电压，所述运放电路的输入端与电流互感器相连，运放电路用于放大电流信号，所述运放电路的输出端与ADC采样模块相连。
[0023]信号调理模块50具体包括:
[0024]连接第一相电流信号的运放电路包括电阻R1、R2、R3、R4、R5，电容C1、C2、C3，以及运算放大器，连接关系如图中所示，其运算放大器的引脚I与ADC采样模块的ADC端口的接口 I连接。
[0025]同样的，连接于第二相电流的运放电路包括电阻R6、R7、R8、R9、R10,电容C4、C5、C6，以及运算放大器，连接关系如图中所示，其运算放大器的引脚I与ADC采样模块的ADC端口的接口 2连接。
[0026]同样的，连接于第三相电流的运放电路包括电阻R11、R12、R13、R14、R15，电容C7、CS、C9，以及运算放大器，连接关系如图中所示，其运算放大器的引脚I与ADC采样模块的ADC端口的接口 3连接。
[0027]所述电阻R5、R10、R15的一端连接稳压电源提供的直流偏置电压REFO，另一端分别与各自运算放大器的引脚3连接。运放电路中尽量采用高精度的运算放大器，这样使ADC采样的值更为准确。
[0028]如图2所示的三相电流采样电路，输入三相电流后，电流通过所述互感器等比例转化，转化的电流通过采样电阻得到采样电压，随之将采样电压信号放大后送给ADC (即数模转换芯片)的I/O 口。
[0029]所述ADC采样模块60包括数模转换芯片(ADC)，用于将采集到的模拟信号转换为数字信号。在其他的实施例中，所述ADC采样模块设为STM32单片机内部的ADC采样单元，STM32单片机的ADC接口与所述运放电路连接。
[0030]由于ADC只能采集正象限的电压值，而输入的交流信号是一正负象限的正弦波，所以在所述信号调理模块50中，为了让ADC采集到整一个波的值从而增加偏置电压REFO，使正弦波信号在正象限。这样ADC才能准确采样到电压信号。为此我们给的偏置电压为1.65V，用开关电源供给。
[0031]根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
【主权项】
1.一种三相电流采样电路，其特征在于:包括依次连接的电流互感器模块、电路保护模块、信号调理模块和ADC米样模块；还包括一互感器板和一 CPU板，所述电流互感器模块和电路保护模块设于互感器板上，所述信号调理模块和ADC采样模块设于CPU板上； 所述电流互感模块包括多个电流互感器；所述信号调理模块包括稳压电源和运放电路，所述稳压电源与运放电路相连，稳压电源为运放电路提供直流偏置电压；所述运放电路用于放大电流信号，运放电路的输入端与所述电流互感器连接，运放电路的输出端与ADC采样模块相连。
2.根据权利要求1所述的三相电流采样电路，其特征在于:所述电路保护模块包括多个瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管与所述电流互感器连接。
3.根据权利要求1所述的三相电流采样电路，其特征在于:所述电流互感器为穿心式电流互感器。
4.根据权利要求1所述的三相电流采样电路，其特征在于:所述ADC采样模块为集成于STM32单片机内部的ADC采样单元，所述STM32单片机的ADC接口与所述运放电路连接。
5.根据权利要求1所述的三相电流采样电路，其特征在于:所述ADC采样模块包括数模转换芯片。
6.根据权利要求1所述的三相电流采样电路，其特征在于:所述运放电路包括运算放大器。
7.根据权利要求1所述的三相电流采样电路，其特征在于:所述稳压电源提供的偏置电压为1.65Vo
【专利摘要】本实用新型公开了一种三相电流采样电路，包括依次连接的电流互感器模块、电路保护模块、信号调理模块和ADC采样模块；还包括一互感器板和一CPU板，所述电流互感器模块和电路保护模块设于互感器板上，所述信号调理模块和ADC采样模块设于CPU板上；所述电流互感模块包括多个电流互感器；所述信号调理模块包括稳压电源和运放电路，所述稳压电源与运放电路相连，稳压电源为运放电路提供直流偏置电压；所述运放电路用于放大电流信号，运放电路的输入端与所述电流互感器连接，运放电路的输出端与ADC采样模块相连。本实用新型的电流采样电路，电路的兼容性好，模块可移植性强，安装安全，方便维护。
【IPC分类】G01R19-25
【公开号】CN204287311
【申请号】CN201420775134
【发明人】管彬
【申请人】广州力田机电科技有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月9日