一种适用于大功率电器的功率检测电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于大功率电器的功率检测电路，包括电流互感器、全波整流电路、ARM控制器和电源装置；所述电流互感器的输出端与全波整流电路的输入端连接；所述电流互感器输入端与待测大功率电器内部220V交流电压连接；所述全波整流电路的输出端与ARM控制器的输入端连接；所述电流互感器、全波整流电路、ARM控制器与电源装置相连接。本实用新型解决了现有电器无功率检测电路造成的安全隐患，以及使用传统测量方法效率低误差大的问题，检测结果误差小、准确性高。
【专利说明】
一种适用于大功率电器的功率检测电路
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种测量控制领域，具体地说是一种适用于大功率电器的功率检 测电路。
【背景技术】
[0002] 随着物联网普及以及其在智能家居方向的推广，越来越多的充电电器更多地投入 使用，然而由于充电不当而引发的安全事故层出不穷，这说明对充电电器的功率进行安全 检测也是很有必要。
[0003] 在一些实际应用中，经常要对设备的功率的进行检测，已完成对设备数据的测量 和控制。传统的测量方法是利用万用表，功率表来测量设备的电流，电压有效值，但是当测 量高电压220V的时候，这种测量方法不仅效率低，危险而且误差很大。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种适用于大功率电器 的功率检测电路，以解决现有电器无功率检测电路造成的安全隐患，以及使用传统测量方 法效率低误差大等问题。
[0005] 本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
[0006] -种适用于大功率电器的功率检测电路，其特征在于:该功率检测电路包括电流 互感器、全波整流电路、ARM控制器和电源装置;所述电流互感器的输出端与全波整流电路 的输入端连接;所述电流互感器输入端与待测大功率电器内部220V交流电压连接;所述全 波整流电路的输出端与ARM控制器的输入端连接;所述电流互感器、全波整流电路、ARM控制 器与电源装置相连接。
[0007] 本实用新型至少检测一路大功率电器的交流电压，至少输出一路直流电压。
[0008] 所述全波整流电路包括三个运算放大器，滤波电容，二极管和电阻;所述运算放大 器为LM358。
[0009] 优选的，所述电流互感器为DL-CT05C1.0微型交流电流互感器。
[0010] 进一步，该功率检测电路包括电流互感器DL-CT05C1.0，第一运算放大器A1，第二 运算放大器B1，第三运算放大器A2,第一电阻R1，第二电阻R2,第三电阻R3,第一电容C1，第 一二极管D1，第二二极管D2,其中电器内部220V交流电压一端与所述电流互感器DL-CT05C1.0输入端连接，所述电流互感器DL-CT05C1.0输出端与第三电阻R3-端连接，第三电 阻R3另一端与第三运算放大器A2输入负端、第一电阻R1-端连接，第一电阻另一端与第三 运算放大器A2输出端连接，第三运算放大器A2输出端与第一运算放大器A1输入正端、第二 二极管D2负端连接，第一运算放大器A1输入负端与第一二极管D1正端连接，第一运算放大 器A1输出端与第一二极管D1负端连接，第一二极管D1负端连接与第一电容C1正端、第二运 算放大器B1输入正端连接，第二运算放大器B1输入负端与第二二极管正端连接，第一电容 C1负端与地连接。
[0011] 与现有技术相比，本实用新型能解决现有电器无功率检测电路造成的安全隐患， 以及使用传统测量方法效率低误差大等问题，线性度高，稳定性好，检测结果误差小、准确 性尚。
【附图说明】
[0012] 图1是本实用新型的检测原理框图。
[0013] 图2是本实用新型中电流互感器结构示意图。
[0014]图3是本实用新型的全波整流电路原理图。
[0015] 图4是本实用新型的功率检测电路测试结果折线图。
【具体实施方式】
[0016] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。
[0017] 一种适用于大功率电器的功率检测电路，该功率检测电路包括电流互感器、全波 整流电路、ARM控制器和电源装置;所述电流互感器的输出端与全波整流电路的输入端连 接;所述电流互感器输入端与待测大功率电器内部220V交流电压连接;所述全波整流电路 的输出端与ARM控制器的输入端连接;所述电流互感器、全波整流电路、ARM控制器与电源装 置相连接。全波整流电路包括三个运算放大器，滤波电容，二极管和电阻;所述运算放大器 为LM358。电流互感器为DL-CT05C1.0微型交流电流互感器;该功率检测电路至少检测一路 电器交流电压以及至少输出一路直流电压，其将所输入交流电压通过全波整流电路整流之 后，输出直流电压。
[0018] 参见图1，单路输出的适用于大功率电器的功率检测电路，包括电流互感器、全波 整流电路和ARM控制器，电流互感器与电器交流电压220V相连接。电流互感器输入电流为 5A，输出电流为5ma。具体原理如下所示。
[0019]参见图2,电流互感器由闭合的铁心和绕组组成，左边的一次绕组匝数W1很少，其 匝数只有一匝或者几匝，因而它的阻抗很小。串联在要测量交流电路中，所以一次绕组有电 路的全部电流流过，右边的二次绕组匝数W2很多，串联在全波整流电路中，形成闭合回路。 左右线圈匝数和左右流经的电流满足如下关系：
[0022]其中分别表示一次绕组的电流和匝数，I2，W2表示二次绕组的电流和匝数，1^ 称为变流比。可见要测量的电流I:就等于二次绕组端所测得的电流与变流比心的乘积。 [0023] 经过电流互感器处理的二次交流电，通过全波整流电路做AC-DC变换，送入ARM控 制器，全波整流电路的电路图3所示。Iin是经过电流互感器的二次电流，首先二次交流电通 过R3负载转换电阻输出电压，所产生的交流电压通过两组LM358做全波整流处理，运算放大 器LM358D的两端加上+12V的单电源，所以输出的只有正向电压。利用IN4148二极管的单向 导电性来整流，最后通过滤波电容C1做滤波处理，当整流电压大于电容电压时，电容充电， 低于电容电压时，电容放电，从而起到抑平电压的作用，在电容充放电的过程中使输出电压 Vout稳定。
[0024] 参见图4，测试400W额定功率的电器，电流互感器输入端的交流电流为1.784A，通 过整流电路和滤波电容产生的直流电压为0.464V，测试800W额定功率的电器，电流互感器 输入端的交流电流为3.526A，经整流电路和滤波电容得到的直流电压为0.92V，由于滤波电 容充放电的影响，实际测量中整流电路的测量速度不会很快，以上所有的测量数据都是通 电一段时间后，电路稳定的实验结果。以下给出额定功率，电流，电压之间的转换关系，其中 Prating表示电器额定功率，UlivdP Icmt分别交流电压和电流的有效值。
[0025] Prating - Ulive * lout
[0026] 横轴表示实验电器的额定功率，纵轴表示经过整流电路输出的直流电压，由图4可 知直流电压和额定功率呈线性分布，如下给出直流电压和额定功率的比例关系。
[0028] 其中？加_表示电器的额定功率，，表示通过整流电路输出的直流电压，两者满 足线性关系，K表示常数因子其值经计算约等于862.06。
[0029] 通过上述【具体实施方式】看出一种适用于大功率电器的功率检测电路，解决现有电 器无功率检测电路造成的安全隐患，以及使用传统测量方法效率低误差大等问题，且线性 度高，稳定性好。
【主权项】
1. 一种适用于大功率电器的功率检测电路，其特征在于：该功率检测电路包括电流互 感器、全波整流电路、ARM控制器和电源装置;所述电流互感器的输出端与全波整流电路的 输入端连接;所述电流互感器输入端与待测大功率电器内部220V交流电压连接;所述全波 整流电路的输出端与ARM控制器的输入端连接;所述电流互感器、全波整流电路、ARM控制器 与电源装置相连接。2. 根据权利要求1所述的适用于大功率电器的功率检测电路，其特征在于:所述全波整 流电路包括三个运算放大器、滤波电容、二极管和电阻。3. 根据权利要求2所述的适用于大功率电器的功率检测电路，其特征在于:所述运算放 大器为LM358。4. 根据权利要求3所述的适用于大功率电器的功率检测电路，其特征在于:所述电流互 感器为DL-CT05C1.0微型交流电流互感器。5. 根据权利要求4所述的适用于大功率电器的功率检测电路，其特征在于:该功率检测 电路包括电流互感器DL-CT05C1.0，第一运算放大器Al，第二运算放大器Bl，第三运算放大 器A2,第一电阻Rl，第二电阻R2,第三电阻R3,第一电容Cl，第一二极管Dl，第二二极管D2,其 中待测大功率电器内部220V交流电压一端与所述电流互感器DL-CT05C1.0输入端连接，所 述电流互感器DL-CT05C1.0输出端与第三电阻R3-端连接，第三电阻R3另一端与第三运算 放大器A2输入负端、第一电阻Rl-端连接，第一电阻另一端与第三运算放大器A2输出端连 接，第三运算放大器A2输出端与第一运算放大器Al输入正端、第二二极管D2负端连接，第一 运算放大器Al输入负端与第一二极管Dl正端连接，第一运算放大器Al输出端与第一二极管 Dl负端连接，第一二极管Dl负端连接与第一电容Cl正端、第二运算放大器Bl输入正端连接， 第二运算放大器Bl输入负端与第二二极管正端连接，第一电容Cl负端与地连接。
【文档编号】G01R21/06GK205594063SQ201620276919
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】谢菲, 陆冬
【申请人】南京工业职业技术学院