一种适用于大功率电器的功率检测电路的制作方法

文档序号:10907501
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
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