一种谐波检测用信号采集电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于谐波检测技术领域，具体涉及一种谐波检测用信号采集电路。
【背景技术】
[0002] 电力系统理想的电压、电流波形是正弦波，但由于电力系统中存在各种非线性元 件，导致电压和电流波形发生畸变而产生谐波，而谐波会造成电网的功率损耗增加和设备 寿命缩短等，因此，广大电力用户、电力生产厂和供电公司希望随时随地了解电网谐波情 况，通常通过对电网各节点进行谐波检测，并对谐波进行分析处理来推进谐波的治理，提高 电网的电能质量和加强电网的管理。
[0003] 为了对电网进行谐波检测，有人提出了根据实时检测电网输出的电压信号 和电流信号来完成谐波检测，具体过程为：根据公式
【主权项】
1. 一种谐波检测用信号采集电路，其特征在于：包括内部集成有模数转换器的数据收 发器（1)和与数据收发器（1)相接且用于将数据收发器（1)接收到的信号传输至计算机的 无线通信模块（2)，以及接在电网（3)与地线之间的用于对电网（3)输出的电压信号进行 采集的霍尔电压传感器（4)和串联在所述电网（3)上的用于对电网（3)输出的电流信号进 行采集的霍尔电流传感器（5)，所述数据收发器（1)的输入端接有用于对电压信号进行滤 波和稳压的电压信号调理电路（6)以及用于对电流信号进行放大、滤波和稳压的电流信号 调理电路（7)，所述电压信号调理电路（6)的输入端与所述霍尔电压传感器（4)的信号输 出端相接，所述电流信号调理电路（7)的输入端与所述霍尔电流传感器（5)的信号输出端 相接；所述电流信号调理电路（7)包括第一电压跟随器LM741、第一运算放大器、第二运算 放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电 阻、第九电阻、第一电容和第一稳压二极管，所述第一运算放大器的同相输入端通过所述第 三电阻接地，所述第一运算放大器的反相输入端通过所述第二电阻与所述霍尔电流传感器 (5)的信号输出端相接，所述第一电阻的一端和所述第四电阻的一端均与所述第一运算放 大器的反相输入端相接，所述第一电阻的另一端与3V电源输出端相接，所述第四电阻的另 一端和所述第五电阻的一端均与所述第一运算放大器的输出端相接，所述第五电阻的另一 端与所述第二运算放大器的反相输入端相接，所述第二运算放大器的同相输入端通过第六 电阻接地，所述第二运算放大器的反相输入端通过所述第七电阻与所述第二运算放大器的 输出端相接，所述第二运算放大器的输出端还通过第九电阻与所述第一电压跟随器LM741 的第2引脚相接，所述第一电压跟随器LM741的第3引脚接地，所述第一电压跟随器LM741 的第6引脚通过所述第八电阻分别与所述第一电容的一端、所述第一稳压二极管的阴极和 所述数据收发器（1)的输入端相接，所述第一电容的另一端和所述第一稳压二极管的阳 极均接地，所述第二电阻的一端为所述电流信号调理电路（7)的输入端，且所述第八电阻 的一端为所述电流信号调理电路（7)的输出端。
2. 按照权利要求1所述的谐波检测用信号采集电路，其特征在于：所述电压信号调理 电路（6)包括第二电压跟随器LM741、第十电阻、第十一电阻、第二电容和第二稳压二极管， 所述第二电压跟随器LM741的第2引脚通过所述第十电阻与所述霍尔电压传感器（4)的信 号输出端相接，所述第二电压跟随器LM741的第3引脚接地，所述第二电压跟随器LM741的 第6引脚通过所述第十一电阻分别与所述第二电容的一端、所述第二稳压二极管的阴极及 所述数据收发器（1)的输入端相接，所述第二电容的另一端和所述第二稳压二极管的阳极 均接地，所述第二电压跟随器LM741的第2引脚为所述电压信号调理电路（6)的输入端，所 述第十一电阻的一端为所述电压信号调理电路（6)的输出端。
3. 按照权利要求2所述的谐波检测用信号采集电路，其特征在于：所述数据收发器（1) 包括DSP数字信号处理器TMS320F28335。
4. 按照权利要求3所述的谐波检测用信号采集电路，其特征在于：所述电网（3)包括 A相线、B相线和C相线，所述霍尔电流传感器（5)的数量为三个，分别为用于对所述A相线 输出的电流信号进行采集的第一霍尔电流传感器CS020G、用于对所述B相线输出的电流信 号进行采集的第二霍尔电流传感器CS020G以及用于对所述C相线输出的电流信号进行采 集的第三霍尔电流传感器CS020G，所述第一霍尔电流传感器CS020G的内孔串在所述A相线 上，所述第二霍尔电流传感器CS020G的内孔串在所述B相线上，所述第三霍尔电流传感器 CS020G的内孔串在所述C相线上。
5. 按照权利要求4所述的谐波检测用信号采集电路，其特征在于：所述电流信号调 理电路（7)的数量为三个，分别为第一电流信号调理电路Z1、第二电流信号调理电路Z2 和第三电流信号调理电路Z3,所述第一电流信号调理电路Zl的输入端与所述第一霍尔 电流传感器CS020G的第3引脚相接，所述第二电流信号调理电路Z2的输入端与所述第 二霍尔电流传感器CS020G的第3引脚相接，所述第三电流信号调理电路Z3的输入端与 所述第三霍尔电流传感器CS020G的第3引脚相接，所述第一电流信号调理电路Zl的输 出端与所述TMS320F28335的第40引脚相接，所述第二电流信号调理电路Z2的输出端与 所述TMS320F28335的第41引脚相接，所述第三电流信号调理电路Z3的输出端与所述 TMS320F28335的第42引脚相接。
6. 按照权利要求4所述的谐波检测用信号采集电路，其特征在于：所述霍尔电压传感 器（4)的数量为3个，分别为用于对所述A相线输出的电压信号进行采集的第一霍尔电 压传感器WHV05AS5S6、用于对所述B相线输出的电压信号进行采集的第二霍尔电压传感 器WHV05AS5S6以及用于对所述C相线输出的电压信号进行采集的第三霍尔电压传感器 WHV05AS5S6,所述第一霍尔电压传感器WHV05AS5S6的正输入端+与所述A相线相接，所述 第一霍尔电压传感器WHV05AS5S6的负输入端-与所述地线相接，所述第二霍尔电压传感器 WHV05AS5S6的正输入端+与所述B相线相接，所述第二霍尔电压传感器WHV05AS5S6的负输 入端-与所述地线相接，所述第三霍尔电压传感器WHV05AS5S6的正输入端+与所述C相线 相接，所述第三霍尔电压传感器WHV05AS5S6的负输入端-与所述地线相接。
7. 按照权利要求6所述的谐波检测用信号采集电路，其特征在于：所述电压信号调理 电路（6)的数量为三个，分别为第一电压信号调理电路VI、第二电压信号调理电路V2和第 三电压信号调理电路V3,所述第一电压信号调理电路Vl的输入端与所述第一霍尔电压传 感器WHV05AS5S6的信号输出端VO相接，所述第二电压信号调理电路V2的输入端与所述第 二霍尔电压传感器WHV05AS5S6的信号输出端VO相接，所述第三电压信号调理电路V3的输 入端与所述第三霍尔电压传感器WHV05AS5S6的信号输出端VO相接，所述第一电压信号调 理电路Vl的输出端与所述TMS320F28335的第37引脚相接，所述第二电压信号调理电路V2 的输出端与所述TMS320F28335的第38引脚相接，所述第三电压信号调理电路V3的输出端 与所述TMS320F28335的第39引脚相接。
8. 按照权利要求3所述的谐波检测用信号采集电路，其特征在于：所述无线通信模块 (2)包括芯片CCl 101，所述芯片CCl 101的第3引脚与所述TMS320F28335的第97引脚相 接，所述芯片CCllOl的第4引脚与所述TMS320F28335的第98引脚相接，所述芯片CCllOl 的第5引脚与所述TMS320F28335的第96引脚相接，所述芯片CCllOl的第6引脚与所述 TMS320F28335的第6引脚相接，所述芯片CCllOl的第7引脚与所述TMS320F28335的第99 引脚相接，所述芯片CCllOl的第8引脚与所述TMS320F28335的第5引脚相接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种谐波检测用信号采集电路，包括数据收发器、无线通信模块、霍尔电压传感器和霍尔电流传感器，数据收发器的输入端接有电压信号调理电路和电流信号调理电路，电压信号调理电路与霍尔电压传感器相接，电流信号调理电路与霍尔电流传感器相接；电流信号调理电路包括第一电压跟随器LM741、第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容和第一稳压二极管。本实用新型结构简单，实现方便且成本低，能够对电网的输出电流和输出电压进行精确采集，为检测电网谐波提供了数据源，实用性强。
【IPC分类】G01R23-16, G01R19-25
【公开号】CN204556721
【申请号】CN201520278777
【发明人】高赟, 刘静茹, 贾永博, 王亚
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月30日