专利名称：用于感测ac电压的系统、方法和设备的制作方法
技术领域：
一般来说，本发明涉及感测AC电压，以及具体来说，涉及感测具有各种线路接地配置的源的AC电压。
背景技术：
AC传感器电路常常用于感测与控制系统和某些配电方案关联的AC电压。如果AC感测电路包括连接到大地或系统地的公共地，以及如果在AC源与AC传感器电路之间不存在隔离变压器，则电流能够流经感测电路中的接地通路。在这种电路中，感测电路的测量精度能够高度取决于输入AC信号的接地方案。例如，输入AC信号的不同接地方案能够包括 (I)浮动AC输入；⑵接地到大地的中性线AC输入；(3)中心AC输入(取自具有连接到地球地的中心抽头的中心抽头变压器次级的输入)；或者(4)中性线与地之间具有某个有限电阻的AC输入。用于感测输入AC信号的常规解决方案常常要求使用隔离变压器或降压变压器，以便使AC源浮动或者与非隔离AC感测电路隔离。存在对于非隔离AC感测电路的需要，该非隔离AC感测电路能够准确测量输入AC信号，而与关联AC输入的接地方案无关。
发明内容
上述需要的部分或全部可通过本发明的某些实施例得到解决。本发明的某些实施例可包括用于感测AC电压的系统、方法和设备。按照本发明的一示例实施例，提供一种用于感测AC电压的方法。该方法包括提供与AC电源相连的电压感测电路；采用电压感测电路的整流器电路对来自AC电源的AC信号进行整流；将第一电压施加到模数(A-D)转换器电路，其中第一电压是包括第一电阻元件和第二电阻元件并且与整流器电路的正DC输出相连的第一半周期分压器的第二电阻元件两端的电压；将第二电压施加到A-D转换器电路，其中第二电压是包括第三电阻元件和第四电阻元件并且与整流器电路的负DC输出相连的第二半周期分压器的第四电阻元件两端的电压，其中第一半周期分压器和第二半周期分压器共用公共地；将第一电压和第二电压分别转换成第一数字电压值和第二数字电压值；以及由处理器来分析第一数字电压值和第二数字电压值，以便确定AC电源的电压。按照另一示例实施例，提供一种用于感测AC电压的系统。该系统包括整流器电路，与AC电源相连；第一半周期分压器，包括第一电阻元件和第二电阻元件，并且与整流器电路的正DC输出相连；第二半周期分压器，包括第三电阻元件和第四电阻元件，并且与整流器电路的负DC输出相连；第一电容滤波器，与第一半周期分压器的第二电阻元件并联相连；第二电容滤波器，与第二半周期分压器的第四电阻元件并联相连；至少一个模数(A-D)转换器电路，与第一半周期分压器和第二半周期分压器相连，其中第一半周期分压器和第二半周期分压器共用公共地，并且其中至少一个A-D转换器电路可操作以向处理器提交表示第一半周期分压器的第二电阻元件两端的第一电压的第一数字电压值以及表示第二半周期分压器的第四电阻元件两端的第二电压的第二数字电压值，供分析AC电源的电压。
按照另一示例实施例，提供一种用于感测AC电压的设备。该设备包括与AC电源相连的整流器电路，其中AC电源包括下列任一个，即(a)具有到大地的中性线接地的AC电源，(b)具有到大地的不良中性线接地的AC电源，(c)具有浮动中性线的AC电源，或者⑷具有中心AC输入的AC电源；与整流器电路的正DC输出相连的第一分压器；以及与整流器电路的负DC输出相连的第二分压器，其中第一和第二分压器共用公共地，AC电源的电压至少部分基于在第一分压器所生成的第一电压以及在第二分压器所生成的第二电压来确定。本文详细描述并且作为要求保护的本发明的一部分来考虑本发明的其它实施例、特征和方面。参照以下详细描述、附图和权利要求书，能够了解其它实施例、特征和方面。
现在将参照附图和流程图，附图不一定按比例绘制，并且其中 图I是按照本发明的一示例实施例的说明性非隔离AC感测电路的示意图。图2是按照本发明的一示例实施例的说明性中性线接地AC源的示意图。图3是按照本发明的一示例实施例的说明性部分接地AC源的示意图。图4是按照本发明的一示例实施例的说明性浮动AC源的示意图。图5是按照本发明的一示例实施例的说明性中心接地AC源的示意图。图6是按照本发明的一示例实施例的方法的流程图。配件表
权利要求
1.一种用于感测AC电压的方法，包括 提供与AC电源(104)相连的电压感测电路； 采用所述电压感测电路的整流器电路(102)对来自所述AC电源(104)的AC信号(150)进行整流； 将第一电压(130)施加到模数(A-D)转换器电路(126)，其中所述第一电压(130)是包括第一电阻元件(108)和第二电阻元件(110)并且与所述整流器电路(102)的正DC输出(112)相连的第一半周期分压器(106)的所述第二电阻元件(110)两端的电压； 将第二电压(132)施加到所述A-D转换器电路(126)，其中所述第二电压(132)是包括第三电阻元件(116)和第四电阻元件(118)并且与所述整流器电路(102)的负DC输出(120)相连的第二半周期分压器(114)的所述第四电阻元件(118)两端的电压，其中所述第一半周期分压器(106)和所述第二半周期分压器(114)共用公共地(128)； 将所述第一电压(130)和所述第二电压(132)分别转换成第一数字电压值和第二数字电压值；以及 由处理器(134)来分析所述第一数字电压值和所述第二数字电压值，以便确定所述AC电源(104)的电压(150)。
2.如权利要求I所述的方法，还包括采用与所述第一半周期分压器(106)的所述第二电阻元件(110)并联相连的第一电容滤波器(122)来对所述第一电压(130)进行滤波，并且采用与所述第二半周期分压器(114)的所述第四电阻元件(118)并联相连的第二电容滤波器(124)来对所述第二电压(132)进行滤波。
3.如权利要求I所述的方法，其中，由所述处理器(134)来分析所述第一数字电压值和所述第二数字电压值包括至少部分基于所述第一数字电压值、所述第二数字电压值以及所述第一电阻元件(108)、所述第二电阻元件(110)、所述第三电阻元件(116)和所述第四电阻元件(118)的电阻来确定所述AC电源的电压(150)。
4.如权利要求I所述的方法，其中，所述AC电源(104)包括下列任一个(a)具有到大地的中性线接地(200)的AC电源；(b)具有到大地的不良中性线接地(300)的AC电源；(c)具有浮动中性线(400)的AC电源；或者(d)具有中心抽头接地AC变压器输入(500)的AC电源。
5.如权利要求I所述的方法，其中，所述AC电源(104)包括具有到大地的中性线接地(200)的AC电源，并且其中确定所述AC电源的电压(150)至少部分基于所述第一电压值(130)与所述第二电压值(132)之间的差。
6.如权利要求I所述的方法，其中，转换所述第一电压(130)和所述第二电压(132)包括由所述A-D转换器电路(126)将所述第一电压(130)转换成第一数字电压值并且将所述第二电压(132)转换成第二数字电压值，其中所述A-D转换器电路(126)包括至少一个A-D转换器和复用器或者第一 A-D转换器(136)和第二 A-D转换器(138)。
7.如权利要求I所述的方法，其中，所述AC电源(104)包括具有浮动中性线(400)的AC电源，并且由所述处理器(134)来分析所述第一数字电压值和所述第二数字电压值包括至少部分基于所述第一电压值(130)与所述第二电压值(132)之间的差来确定所述AC电源的电压(150)。
8.一种用于感测AC电压的系统(100)，包括整流器电路(102)，与AC电源(104)相连； 第一半周期分压器(106)，包括第一电阻元件(108)和第二电阻元件(110)，并且与所述整流器电路(102)的正DC输出(112)相连； 第二半周期分压器(114)，包括第三电阻元件(116)和第四电阻元件(118)，并且与所述整流器电路(102)的负DC输出(120)相连； 第一电容滤波器(122)，与所述第一半周期分压器(106)的所述第二电阻元件(110)并联相连； 第二电容滤波器(124)，与所述第二半周期分压器(114)的所述第四电阻元件(118)并联相连； 至少一个模数(A-D)转换器电路(126)，与所述第一半周期分压器(106)和所述第二半周期分压器(114)相连； 其中，所述第一半周期分压器(106)和所述第二半周期分压器(114)共用公共地(128);以及 所述至少一个A-D转换器电路(126)可操作以向处理器(134)提交表示所述第一半周期分压器(106)的所述第二电阻元件(110)两端的第一电压(130)的第一数字电压值以及表示所述第二半周期分压器(114)的所述第四电阻元件(118)两端的第二电压(132)的第二数字电压值，供分析所述AC电源的电压(150)。
9.如权利要求8所述的系统，其中，所述处理器(134)至少部分基于所述第一电压(130)、所述第二电压(132)以及所述第一电阻元件(108)、所述第二电阻元件(110)、所述第三电阻元件(116)和所述第四电阻元件(118)的电阻来分析所述AC电源的电压(150)。
10.如权利要求8所述的系统，其中，所述系统(100)可操作以检测所述AC电源的电压(150)，其中所述AC电源(104)包括下列任一个(a)具有到大地的中性线接地(200)的AC电源；(b)具有到大地的不良中性线接地(300)的AC电源；(c)具有浮动中性线(400)的AC电源；或者⑷具有中心抽头接地AC变压器输入(500)的AC电源。
全文摘要
本发明的某些实施例可包括用于感测AC电压的系统、方法和设备。按照本发明的一示例实施例，提供一种用于感测AC电压的方法。该方法能够包括提供与AC电源(104)相连的电压感测电路；采用电压感测电路的整流器电路(102)对来自AC电源(104)的AC信号(150)进行滤波；将第一电压(130)施加到模数(A-D)转换器电路(126)，其中第一电压(130)是包括第一电阻元件(108)的第二电阻元件(110)并且与整流器电路(102)的正DC输出(112)相连的第一半周期分压器(106)的第二电阻元件(110)两端的电压。
文档编号H02M7/04GK102904461SQ20121025681
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月24日 优先权日2011年7月25日
发明者P.V.阿查亚, F.H.贝特纳 申请人:通用电气公司