基于dsp及磁平衡式霍尔传感器的电量数字化转换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电量数字化转换器，尤其是涉及一种基于DSP及磁平衡式霍尔传感器的电量数字化转换器。
【背景技术】
[0002]目前，电能质量问题已成为电气工程领域研究的前沿课题，其集电子技术，通信技术和计算机技术等多个学科于一体，其研究水平也象征一个国家的科技水平在国际中的地位。电能质量研究技术的提升对于电网和电力用户而言都是一个福音，因为它涉及到国民生产和人民日常生活的方方面面，特别对电力公司而言可以帮助供电公司在规划中正确地改善供用电系统的基础结构，提高系统运行的稳定性以及合理地扩大系统的容量和确定投资水平，具有重要的统筹意义。而通过对电网相关电力参数的连续监测和记录，建立起能表征电能质量的有效数据库，可以提前预测故障信息，提醒人们对供用电设备的安全状态进行检修，有利于把损失降低到最小。同时微控制器科技迅猛发展，特别是随着DSP的发展与应用，使得电能质量在检测、监控和分析等方面得到了提高，进而有利于发现用户供电的问题与规律，改善电能质量。
[0003]
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于DSP及磁平衡式霍尔传感器的电量数字化转换器。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种基于DSP及磁平衡式霍尔传感器的电量数字化转换器，该转换器接在电网上，其特征在于，所述的转换器包括相互连接的磁平衡式霍尔电流传感器和DSP芯片，所述的DSP芯片包括依次连接的检测电路、处理电路和抑制信号输出电路，所述的磁平衡式霍尔电流传感器分别与电网、检测电路和抑制信号输出电路连接。
[0007]所述的磁平衡式霍尔电流传感器包括两个，分别为第一磁平衡式霍尔电流传感器和第二磁平衡式霍尔电流传感器，所述的第一磁平衡式霍尔电流传感器的输入端直接与电网连接，输出端与检测电路连接，所述的第二磁平衡式霍尔电流传感器的输入端通过电阻与电网连接，输出端与检测电路连接。
[0008]所述的检测电路包括分别与处理电路连接的电流检测电路和电压检测电路，所述的电流检测电路输入端与第一磁平衡式霍尔电流传感器连接，所述的电压检测电路输入端与第二磁平衡式霍尔电流传感器连接。
[0009]每个磁平衡式霍尔电流传感器包括原边线圈、副边线圈和霍尔元件端，所述的原边线圈与电网连接，所述的检测电路输入端与霍尔元件端连接，所述的抑制信号输出电路的输出端与副边线圈连接。
[0010]所述的处理电路对采集的电信号进行处理，包括计算得到电流、电压、功率及功率因数值，并对采集的信号进行FFT变换，计算出各次谐波含量。
[0011]与现有技术相比，本发明设计合理，结构简单，无需添加外设AD转换装置，将电流传感器直接与DSP控制芯片互连；通过磁平衡式霍尔传感器与DSP控制芯片的低功耗、高运算精度以及实时快速数据处理能力，有效提高检测精度的同时，实时监测电能质量。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0014]实施例
[0015]电网中的信号电压都是220V/380V电压或是更高，利用现有的电子装置进行测量，难以进行直接测量，因此需要利用电流传感器将电网信号变为可测的低压信号传送到装置中。本发明中采用磁平衡式霍尔电流传感器。对于电流参数检测，直接将电网信号接入传感器的原边线圈；而对于电压参数检测，通过串联一个电阻R将电压信号转变为电流信号测得。
[0016]如图1所示，本发明转换器包括相互连接的磁平衡式霍尔电流传感器和DSP芯片3，所述的DSP芯片3包括依次连接的检测电路、处理电路33和抑制信号输出电路34，所述的磁平衡式霍尔电流传感器分别与电网、检测电路和抑制信号输出电路34连接。
[0017]所述的磁平衡式霍尔电流传感器包括两个，分别为第一磁平衡式霍尔电流传感器
I和第二磁平衡式霍尔电流传感器2，所述的第一磁平衡式霍尔电流传感器I的输入端直接与电网连接，输出端与检测电路连接，所述的第二磁平衡式霍尔电流传感器2的输入端通过电阻与电网连接，输出端与检测电路连接。
[0018]所述的检测电路包括分别与处理电路连接的电流检测电路31和电压检测电路32，所述的电流检测电路31输入端与第一磁平衡式霍尔电流传感器I连接，所述的电压检测电路32输入端与第二磁平衡式霍尔电流传感器2连接。
[0019]每个磁平衡式霍尔电流传感器包括原边线圈、副边线圈和霍尔元件端，所述的原边线圈与电网连接，所述的检测电路输入端与霍尔元件端连接，所述的抑制信号输出电路的输出端与副边线圈连接。
[0020]图1中第一磁平衡式霍尔电流传感器I用于电流检测，设其原、副边线圈匝数比为Ii1，第二磁平衡式霍尔电流传感器2用于电压检测，设其原、副边线圈匝数比为n2。将两电流传感器中的霍尔元件与DSP芯片3相连，检测霍尔元件中的感应电流大小ipi2。根据感应电流L、i2大小，调整DSP芯片3输出的抑制电流信号i3、i4，让副边线圈在聚磁环中产生的磁场与原边线圈的所产生的磁场相互抵消，从而使h、12为O。故可以得到:
[0021]利用DSP芯片实现对电信号的采集和数据处理，得到电流、电压、有功功率等参数值，同时利用FFT，Hilbert等算法计算出各次谐波含量、无功功率以及功率因数。并且通过软件设计，对各个环节进行时序控制和计算、传输处理。
[0022]需要强调的是，本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的【具体实施方式】。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
【主权项】
1.一种基于DSP及磁平衡式霍尔传感器的电量数字化转换器，该转换器接在电网上，其特征在于，所述的转换器包括相互连接的磁平衡式霍尔电流传感器和DSP芯片，所述的DSP模块包括依次连接的检测电路、处理电路和抑制信号输出电路，所述的磁平衡式霍尔电流传感器分别与电网、检测电路和抑制信号输出电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于DSP及磁平衡式霍尔传感器的电量数字化转换器，其特征在于，所述的磁平衡式霍尔电流传感器包括两个，分别为第一磁平衡式霍尔电流传感器和第二磁平衡式霍尔电流传感器，所述的第一磁平衡式霍尔电流传感器的输入端直接与电网连接，输出端与检测电路连接，所述的第二磁平衡式霍尔电流传感器的输入端通过电阻与电网连接，输出端与检测电路连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于DSP及磁平衡式霍尔传感器的电量数字化转换器，其特征在于，所述的检测电路包括分别与处理电路连接的电流检测电路和电压检测电路，所述的电流检测电路输入端与第一磁平衡式霍尔电流传感器连接，所述的电压检测电路输入端与第二磁平衡式霍尔电流传感器连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于DSP及磁平衡式霍尔传感器的电量数字化转换器，其特征在于，每个磁平衡式霍尔电流传感器包括原边线圈、副边线圈和霍尔元件端，所述的原边线圈与电网连接，所述的检测电路输入端与霍尔元件端连接，所述的抑制信号输出电路的输出端与副边线圈连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于DSP及磁平衡式霍尔传感器的电量数字化转换器，其特征在于，所述的处理电路对采集的电信号进行处理，包括计算得到电流、电压、功率及功率因数值，并对采集的信号进行FFT变换，计算出各次谐波含量。
【专利摘要】本发明涉及一种基于DSP及磁平衡式霍尔传感器的电量数字化转换器，该转换器接在电网上，所述的转换器包括相互连接的磁平衡式霍尔电流传感器和DSP芯片，所述的DSP模块包括依次连接的检测电路、处理电路和抑制信号输出电路，所述的磁平衡式霍尔电流传感器分别与电网、检测电路和抑制信号输出电路连接。与现有技术相比，本发明设计合理，结构简单，无需添加外设AD转换装置，将电流传感器直接与DSP控制芯片互连；通过磁平衡式霍尔传感器与DSP控制芯片的低功耗、高运算精度以及实时快速数据处理能力，有效提高检测精度的同时，实时监测电能质量。
【IPC分类】G01R31-00
【公开号】CN104678214
【申请号】CN201510056217
【发明人】殳国华, 周平, 陈敏捷, 李丹, 张士文
【申请人】国家电网公司, 国网浙江省电力公司, 上海交通大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月3日