一种三相电压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压采样电路。
【背景技术】
[0002]目前电力系统中往往需要测量相电压或者线电压，电压对电能质量的计算和对电网设备的维护有着重要的意义。电力系统中一般电压接入方式分为三相三线制和三相四线制两种，三相三线制的接法由于没有中性点，故相电压没有意义，只能得到线电压，而三相四线制能准确得到相电压和相电压。
[0003]现有技术中的电压采集技术，通常利用互感器把转换的电压信号传输给电能计量芯片，这样的电路存在以下缺点:1.由于采用互感器降压，对互感器的要求就会格外高，在互感器型号的选择上会直接影响采样信号，导致采样不准确；2.电能计量芯片的兼容能力弱，后期只能通过更换芯片来升级电路系统，成本高且不方便；3.电压互感器和电能计量芯片所组成的电压采集电路，功能单一，只能用在电能检测上，可移植性不强。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于为解决上述现有技术的问题，从而设计一种三相电压采样电路，具有电路兼容性好、板块可移植性强、安装安全、维护方便、误差可控且成本低的特点。
[0005]为实现本实用新型目的所采用的技术方案为:一种三相电压采样电路，包括与三相电压连接的电阻分压模块，以及与电阻分压模块连接的信号调理模块和信号处理模块；还包括一电压采集板和一 MCU板，所述电阻分压模块和信号调理模块设于电压采集板上，所述信号处理模块设于MCU板上；所述电阻分压模块包括多组分别与三相电压连接的串联电阻，每组串联电阻由多个电阻相互串联组成；所述信号调理模块包括稳压电源、与稳压电源连接的多个分压电阻以及运算放大器，各分压电阻相互串联，所述运算放大器与分压电阻连接，运算放大器的输出端与所述串联电阻的末端连接；所述信号处理模块包括ADC采样单元，ADC采样单元与所述串联电阻连接。
[0006]优选的，所述运算放大器将稳压电源提供的电压以二分之一的比例缩小后供给所述串联电阻的末端，作为串联电阻末端的参考电压。
[0007]优选的，所述稳压电源的电压为3.3V，所述运算放大器提供给串联电阻末端的参考电压为1.65Vo
[0008]优选的，所述所述稳压电源设为型号为LM1117的稳压芯片。
[0009]优选的，所述ADC采样单元为集成于STM32单片机内部的ADC采样单元，所述STM32单片机的ADC接口与所述电阻分压模块连接。
[0010]优选的，所述ADC采样单元包括数模转换芯片。
[0011]本实用新型的三相电压采样电路相对于现有技术具有以下有益效果:1)电阻分压可直接将市电等比例转化成可给ADC采样的电压，电路简单，抗干扰能力强且成本低；2)调理电路采用开关稳压电源提供参考电压，开关电源稳定性强，从而使得采样信号更准确；3)信号处理电路采用STM32单片机进行采样和计算，从系统整体上来看，通过将测得的模拟电压信号转换为数学信号，精度更高，且方便对测量结果做后期的补偿处理，使误差降到可控范围，从而使整个系统得到长期稳定的发展；4)解决了现有的电压采集电路降压部分互感器选型难、误差大的缺陷，本实用新型其选型容易、误差可控且成本低。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型三相电压采样电路的结构示意图
[0013]图2为本实用新型三相电压采样电路的电路图
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步说明:
[0015]如图1所示，本实施例的一种三相电压采样电路，包括电阻分压模块50、信号调理模块60和信号处理模块40 ;电阻分压模块50和信号调理模块60设置电压米集板10上，而信号处理模块40则设置在MCU板20 (控制板)上。
[0016]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处理模块远离高压电线，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。
[0017]如图2所示，为本实施例的电路连接示意图，图中虚线框内分别指示出了上述的电阻分压模块50、信号调理模块60和信号处理模块40。
[0018]所述电阻分压模块50的输入端UA、UB、UC直接连接待测的三相电压，输入端后分别设有若干连接各相电压的串联电阻。其中，连接第一相电压的电阻包括R19、R20、R21、R22、R18、R17 和 R16，R19、R20、R21、R22、R18、R17 和 R16 依次串联连接；连接第二相电压的电阻包括 R26、R27、R28、R29、R25、R24 和 R23，R26、R27、R28、R29、R25、R24 和 R23 依次串联连接；连接第三相电压的电阻包括R33、R34、R35、R36、R32、R31和R30，R33、R34、R35、R36、R32、R31和R30依次串联连接。
[0019]所述信号调理模块60包括稳压电源VCC、分压电阻R38和R37、与分压电阻连接的运算放大器，放大器的输出端7连接所述电阻分压模块50的末端，即分别与各相电压末端的R16、R23、R30连接；放大器的以二分之一的比例缩小稳压电源提供的3.3V电压，从而为电阻分压模块的末端提供1.65V的参考电压，即REFO为1.65V。所述稳压电源通过型号为LMl117的稳压芯片来提供。
[0020]所述信号处理模块40包括ADC采样单元，ADC采样单元包括具有至少3个I/O输入口的端口，分别连接所述电阻分压模块，用于采集电压信息。如图2中所示，端口 I连接在第一相电压的分压电阻R22和R18之间，端口 2连接在第二相电压的分压电阻R29和R25之间，端口 3连接在第三相电压的分压电阻R36和R32之间。
[0021]所述ADC采样单元包括数模转换芯片(ADC)，或者在其他实施例中设为集成于STM32单片机内部的ADC采样单元。通过将测得的模拟电压信号转换为数学信号，以方便对测量结果做后期的补偿处理，使误差降到可控范围，从而使整个系统得到长期稳定的发展。
[0022]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】
1.一种三相电压采样电路，其特征在于:包括与三相电压连接的电阻分压模块，以及与电阻分压模块连接的信号调理模块和信号处理模块；还包括一电压米集板和一 MCU板，所述电阻分压模块和信号调理模块设于电压采集板上，所述信号处理模块设于MCU板上； 所述电阻分压模块包括多组分别与三相电压连接的串联电阻，每组串联电阻由多个电阻相互串联组成；所述信号调理模块包括稳压电源、与稳压电源连接的多个分压电阻以及运算放大器，各分压电阻相互串联，所述运算放大器与分压电阻连接，运算放大器的输出端与所述串联电阻的末端连接；所述信号处理模块包括ADC采样单元，ADC采样单元与所述串联电阻连接。
2.根据权利要求1所述的三相电压采样电路，其特征在于:所述运算放大器将稳压电源提供的电压以二分之一的比例缩小后供给所述串联电阻的末端，作为串联电阻末端的参考电压。
3.根据权利要求2所述的三相电压采样电路，其特征在于:所述稳压电源的电压为3.3V，所述运算放大器提供给串联电阻末端的参考电压为1.65V。
4.根据权利要求1所述的三相电压采样电路，其特征在于:所述所述稳压电源设为型号为LMl 117的稳压芯片。
5.根据权利要求1所述的三相电压采样电路，其特征在于:所述ADC采样单元为集成于STM32单片机内部的ADC采样单元，所述STM32单片机的ADC接口与所述电阻分压模块连接。
6.根据权利要求1所述的三相电压采样电路，其特征在于:所述ADC采样单元包括数模转换芯片。
【专利摘要】本实用新型公开了一种三相电压采样电路，包括与三相电压连接的电阻分压模块，以及与电阻分压模块连接的信号调理模块和信号处理模块；所述电阻分压模块和信号调理模块设于电压采集板上，所述信号处理模块设于MCU板上；所述电阻分压模块包括多组分别与三相电压连接的串联电阻；所述信号调理模块包括稳压电源、与稳压电源连接的多个分压电阻以及运算放大器，各分压电阻相互串联，所述运算放大器与分压电阻连接，运算放大器的输出端与所述串联电阻的末端连接；所述信号处理模块包括ADC采样单元，ADC采样单元与所述串联电阻连接。本实用新型三相电压采样电路，提高了抗干扰能力以及电路稳定性，并且可移植性也有很大的提升。
【IPC分类】G01R19-25
【公开号】CN204287312
【申请号】CN201420775144
【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