一种电力品质计量采集电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电力品质计量采集电路，包括电压采样电路、电流采样电路、计量芯片和单片机，所述单片机连接计量芯片，计量芯片还分别连接电压采样电路和电流采样电路，电压采样电路和电流采样电路还分别连接电力线。本实用新型电力品质计量采集电路通过专用的芯片对采集信号的处理后，能够使信号的损耗降低，采集的数据更准确。
【专利说明】
一种电力品质计量采集电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种计量电路，具体是一种电力品质计量采集电路。
【背景技术】
[0002]电力品质是供电领域的重要参数，电力品质对工业和公用事业用户的安全生产、经济效益和人民生活有着很大的影响。电力品质恶化会引起用电设备的效率和功率因数降低，损耗增加，寿命缩短，产品品质下降，电子和自动化设备失灵等，因此需要对电力品质进行准确的计量。
[0003]现有的电力品质计量信号采集一般为:采集信号输入，然后通过电阻分压比例所得信号值送给运放放大输入给AD转换电路;如果这种方法存在信号转换和取样过程中会使取样电路的阻抗增大，从而使信号损耗过多，再经运放放大后失真会很大，使AD转换后数值与真值偏离过大。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种电力品质计量采集电路，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0006]—种电力品质计量采集电路，包括电压采样电路、电流采样电路、计量芯片和单片机，所述单片机连接计量芯片，计量芯片还分别连接电压采样电路和电流采样电路，电压采样电路和电流采样电路还分别连接电力线。
[0007]作为本实用新型的优选方案:所述电流采样电路的核心元件是FCT204A型电流互感器。
[0008]作为本实用新型的优选方案:所述电压采样电路的核心元件是FPT103A型电压互感器。
[0009]作为本实用新型的优选方案:所述计量芯片的型号为ADE7880。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型电力品质计量采集电路通过专用的芯片对采集信号的处理后，能够使信号的损耗降低，采集的数据更准确。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的一种实施例结构框图；
[0012]图2为计量芯片的电路图；
[0013]图3是电压采样电路的电路图；
[0014]图4是电流采样电路的电路图。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本实用实用新型例中的附图，对本实用实用新型例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0016]请参阅图1-4，本实用实用新型例中，一种电力品质计量采集电路，包括电压采样电路、电流采样电路、计量芯片和单片机，所述单片机连接计量芯片，计量芯片还分别连接电压采样电路和电流采样电路，电压采样电路和电流采样电路还分别连接电力线。
[0017]电流采样电路的核心元件是FCT204A型电流互感器。电压采样电路的核心元件是FPT103A型电压互感器。计量芯片的型号为ADE7880。
[0018]本实用新型的工作原理是:图2所示为计量电路。其中:计量芯片ADE7880，该芯片是美国ADI公司生产的一款高精度、三相电能计量1C，在温度为25°C，动态范围2000:1内时，电压电流有效值误差、有功功率和基波无功功率误差均小于0.1%，基准电压为1.2V，且具有外部过驱功能，采用串行接口，并提供三路灵活的脉冲输出。该器件内置多个二阶Σ-Λ型模数转换器(ADC)、数字积分器、基准电压源电路及所有必需的信号处理电路，实现总(基波和谐波)有功/视在功率测量和有效值计算，以及基波有功/无功功率测量。此外，ADE7880可以计算相位和零线电流以及相位电压上的谐波均方根、有功/无功/视在功率，以及所有相位的各谐波上功率因数和谐波失真。同时可针对所有电流和电压计算总谐波失真(THD)。一个固定功能数字信号处理器(DSP)负责实现这种信号处理。DSP程序存储在内部ROM存储器中。其精度和功能能够满足本设计的精度要求。
[0019]图3为电压检测电路。本设计中所用匝数比为1:1的电压互感器型号是FPT103A，其作用是将高电压按照一定比例转换成供计量或者仪表使用的低电压，同时通过电压互感器将高电压和电气设备的隔离，保证工作人员的安全。该型号的电压互感器的额定输入电流为2mA，额定输出电流为2mA，非线性度小于0.1%，隔离耐压为4000V，工作温度范围-35°C?+70。。。
[0020]电压互感器的输入电流由电阻R22的阻值决定，以U表示A相电压，则输入电流为公式:
[0021]Iin = U/R2
[0022]在三相四线中，I in = 2mA,贝Ij电压互感器的输出电流1ut = 2mA。
[0023]由于采样电路中都存在混叠效应的缺陷，为防止信号失真必须引入抗混叠滤波器，一般采用低通滤波器进行滤波，为了使采样频率在50HZ时获得足够大的衰减，使用了转折频率为5kHZ的RC滤波器。
[0024]图4为电流检测电路。本实用新型中所用的电流互感器的型号是SCT254A，电流互感器的作用是将较大的一次电流按照一定比例转换为较低的二次电流供测量和仪表使用。电流采样电路采用的是匝数比为1: 2000的电流互感器，额定输入电流为5A，额定输出电流为2.5mA，非线性度小于0.1 %，隔离耐压大于5000V，工作温度范围_35°C?+70°C。
[0025]ADE7880的电流通道为差分输入，如果互感器的输入电流为5A，则输出电流为
2.5mA，因此ADE7880电流采样端的差分电压为:
[0026]U = 2.5mA*(51+51)=250mV
[0027]R16和C19，R17和C20构成抗混叠滤波器，即低通滤波器R16 = R17 = 1.2K，C19 = C20= O-OluF0
[0028]上述对本实用新型的实施方式进行了详尽解释，对于本领域的技术人员，根据上述叙述能够实施本实用新型技术方案。
[0029]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0030]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种电力品质计量采集电路，包括电压采样电路、电流采样电路、计量芯片和单片机，其特征在于，所述单片机连接计量芯片，计量芯片还分别连接电压采样电路和电流采样电路，电压采样电路和电流采样电路还分别连接电力线。2.根据权利要求1所述的一种电力品质计量采集电路，其特征在于，所述电流采样电路的核心元件是FCT204A型电流互感器。3.根据权利要求1所述的一种电力品质计量采集电路，其特征在于，所述电压采样电路的核心元件是FPT103A型电压互感器。4.根据权利要求1所述的一种电力品质计量采集电路，其特征在于，所述计量芯片的型号为 ADE7880。
【文档编号】G01R19/25GK205506921SQ201620189510
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】李晨阳, 焦庆鑫
【申请人】北京博顿电气有限公司