一种电能质量分析仪用电压采集调理电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电能质量检测技术领域，具体涉及一种电能质量分析仪用电压采集调理电路。
【背景技术】
[0002]随着我国电力行业的不断发展，人们日益追求的生活使得电力电子技术大规模应用和发展，大量的非线性负载被使用，大型设备数量成倍增加、分散型电源频繁使用，均会引起电网电流、电压波形发生畸变，使得电压波动、闪变、三相不平衡等现象日趋严重，电源故障频发。因此对电网电能质量进行在线监测，迅速、正确的发现故障，解决问题成为供电企业的一种需求。现有的一些高端电能质量监测设备精度高，操作可靠，但是都存在检测指标宽泛、价格昂贵等特点，且操作复杂，占地面积大携带不方便、分析实时性差、数据传输不便、采集电能数据精度低，且锁相环电路针对一相进行倍频锁相，控制精度低，电力系统中，电压暂降、暂升和暂时中断常常产生谐波使电压波形畸变，已经成为影响电能质量最重要的因素，因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理、安装布设方便且使用操作简单，信号调理精度高，可以实时采集三相电压数据以及同步电网频率的电能质量分析仪用电压采集调理电路，能实时追踪电网频率波动，有效检测电压参数，可实时反应电网发生缺相故障信号，解决电能质量分析仪存在的价格昂贵、体积笨重、操作复杂、电压数据处理精度低，无法诊断缺相等问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电能质量分析仪用电压采集调理电路，其设计新颖合理，结构简单，具有实时采集电网三相电压数据并对采集的电压信号滤波锁相同步的功能，信号调理精度高，性能稳定可靠，实用性强，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种电能质量分析仪用电压采集调理电路，其特征在于:包括微处理器和电压数据监测单元，以及与所述微处理器输入端相接的A/D转换电路；所述电压数据监测单元包括分别用于采集并调理市电三相电压数据的第一电压采集调理电路、第二电压采集调理电路、第三电压采集调理电路和电压抬升电路，以及与所述电压抬升电路输出端相接的锁相同步电路，所述第一电压采集调理电路包括第一电压互感器和与所述第一电压互感器输出端相接且对第一电压互感器采集的电压信号跟随滤波的第一滤波电路，所述第二电压采集调理电路包括第二电压互感器和与所述第二电压互感器输出端相接且对第二电压互感器采集的电压信号跟随滤波的第二滤波电路，所述第三电压采集调理电路包括第三电压互感器和与所述第三电压互感器输出端相接且对第三电压互感器采集的电压信号跟随滤波的第三滤波电路，所述第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路的输出端均与电压抬升电路的输入端相接，所述电压抬升电路和锁相同步电路的输出端均与A/D转换电路的输入端相接；
[0005]所述微处理器为TMS320F28335 DSP微处理器；所述A/D转换电路为芯片ADS8365 ;所述锁相同步电路包括型号为LF251的运放U7、型号为LF251的运放U8、型号为BAT54S的肖基特二极管B22、型号为BAT54S的肖基特二极管B23、芯片LM139、芯片CD4046和芯片4040BCN;所述运放U7的第3引脚输入分四路，一路接电阻R72的一端，另一路接电阻R73的一端，第三路通过电阻R75接地，第四路接肖基特二极管B22的第3引脚，电阻R72的另一端为锁相同步电路的第一输入端，电阻R73的另一端为锁相同步电路的第二输入端；所述运放U7的第2引脚输入分四路，一路接电阻R74的一端，另一路接肖基特二极管B22的第I引脚，第三路接肖基特二极管B22的第2引脚，第四路通过电阻R76与运放U7的第6引脚相接，电阻R74的另一端为锁相同步电路的第三输入端；所述运放U7的第7引脚与+15V电源输出端相接，所述运放U7的第4引脚与-15V电源输出端相接，所述运放U7的第6引脚通过串联的电阻R77和电阻R78与运放U8的第2引脚相接，电阻R77和电阻R78的连接端通过电容C79与运放U8的第6引脚相接，所述运放U8的第3引脚与肖基特二极管B23的第2引脚相接，肖基特二极管B23的第I引脚输入分两路，一路通过电容C28接地，另一路与运放U8的第6引脚相接，肖基特二极管B23的第3引脚与运放U8的第2引脚相接，所述运放U8的第7引脚与+15V电源输出端相接，所述运放U8的第4引脚与-15V电源输出端相接，所述芯片LM139的第4引脚输出分两路，一路通过电阻R80与运放U8的第6引脚相接，另一路通过电容C29接地；所述芯片LM139的第5引脚输入分两路，一路通过电阻R81接地，另一路通过电阻R82与芯片LM139的第2引脚相接，所述芯片LM139的第3引脚与5V电源输出端相接，所述芯片LM139的第12引脚接地，所述芯片⑶4046的第14引脚输出分两路，一路与芯片LM139的第2引脚相接，另一路与滑动电阻RW的一固定端相接，滑动电阻RW的另一固定端接地，滑动电阻RW的滑动端与芯片⑶4046的第12引脚相接，所述芯片⑶4046的第11引脚通过电阻R84接地，所述芯片⑶4046的第2引脚通过串联的电阻R83和电容C30接地，电阻R83和电容C30的连接端与芯片⑶4046的第9引脚相接，所述芯片⑶4046的第6引脚通过电容C31与芯片⑶4046的第7引脚相接，所述芯片⑶4046的第4引脚输出分四路，其中三路分别与芯片ADS8365的第56引脚、第57引脚和第58引脚相接，第四路与芯片4040BCN的第10引脚相接，所述芯片4040BCN的第9引脚与芯片4040BCN的第3引脚相接，所述芯片4040BCN的第11引脚和第8引脚接地，所述芯片4040BCN的第16引脚与5V电源输出端相接。
[0006]上述的一种电能质量分析仪用电压采集调理电路，其特征在于:所述第一滤波电路包括型号为LF247的芯片U1、型号为BAT54S的肖基特二极管B10、型号为BAT54S的肖基特二极管B16和型号为BAT54S的肖基特二极管B12，所述芯片Ul的第3引脚输入分两路，一路与肖基特二极管BlO的第3引脚相接，另一路与电阻R32的一端相接，电阻R32的另一端为第一电压采集端Ua2 ;所述芯片Ul的第2引脚输入分两路，一路与芯片Ul的第I引脚相接，另一路与肖基特二极管BlO的第2引脚相接；所述芯片Ul的第I引脚输出分两路，一路与肖基特二极管BlO的第I引脚相接，另一路通过串联的电阻R33和电阻R34与芯片Ul的第5引脚相接；所述芯片Ul的第5引脚还与肖基特二极管B16的第3引脚相接，所述芯片Ul的第6引脚输入分三路，一路与肖基特二极管B16的第2引脚相接，另一路与肖基特二极管B16的第I引脚相接，第三路通过R52接地；所述芯片Ul的第7引脚输出分三路，一路通过电容C15与电阻R33和电阻R34的连接端相接，另一路通过电阻R38与肖基特二极管B16的第2引脚相接，第三路通过串联的电阻R42和电阻R41与芯片Ul的第10引脚相接，芯片Ul的第10引脚还与肖基特二极管B12的第3引脚相接，肖基特二极管B12的第I弓丨脚和第2引脚均与芯片Ul的第9引脚相接，所述芯片Ul的第8引脚通过串联的电阻R28和电阻R29接地，芯片Ul的第9引脚还与电阻R28和电阻R29的连接端相接；
[0007]所述第二滤波电路包括型号为LF247的芯片U2、型号为BAT54S的肖基特二极管BI 1、型号为BAT54S的肖基特二极管B17和型号为BAT54S的肖基特二极管B14，所述芯片U2的第3引脚输入分两路，一路与肖基特二极管Bll的第3引脚相接，另一路与电阻R37的一端相接，电阻R38的另一端为第二电压采集端Ub2 ;所述芯片U2的第2引脚输入分两路，一路与芯片U2的第I引脚相接，另一路与肖基特二极管Bll的第2引脚相接；所述芯片U2的第I引脚输出分两路，一路与肖基特二极管Bll的第I引脚相接，另一路通过串联的电阻R39和电阻R40与芯片U2的第5引脚相接；所述芯片U2的第5引脚还与肖基特二极管B17的第3引脚相接，所述芯片U2的第6引脚输入分三路，一路与肖基特二极管B17的第2引脚相接，另一路与肖基特二极管B17的第I引脚相接，第三路通过R53接地；所述芯片U2的第7引脚输出分三路，一路通过电容C18与电阻R39和电阻R40的连接端相接，另一路通过电阻R43与肖基特二极管B17的第2引脚相接，第三路通过串联的电阻R46和电阻R45与芯片U2的第10引脚相接，芯片U2的第10引脚还与肖基特二极管B14的第3引脚相接，肖基特二极管B14的第I引脚和第2引脚均与芯片U2的第9引脚相接，所述芯片U2的第8引脚通过串联的电阻R30和电阻R31接地，芯片U2的第9引脚还与电阻R30和电阻R31的连接端相接；
[0008]所述第三滤波电路包括型号为LF247的芯片U3、型号为BAT54S的肖基特二极管B13、型号为BAT54S的肖基特二极管B18和型号为BAT54S的肖基特二极管B15，所述芯片U3的第3引脚输入分两路，一路与肖基特二极管B13的第3引脚相接，另一路与电阻R44的一端相接，电阻R44的另一端为第三电压采集端Uc2 ;所述芯片U3的第2引脚输入分两路，一路与芯片U3的第I引脚相接，另一路与肖基特二极管B13的第2引脚相接；所述芯片U3的第I引脚输出分两路，一路与肖基特二极管B13的第I引脚相接，另一路通过串联的电阻R47和电阻R48与芯片U3的第5引脚相接；所述芯片U3的第5引脚还与肖基特二极管B18的第3引脚相接，所述芯片U3的第6引脚输入分三路，一路与肖基特二极管B18的第2引脚相接，另一路与肖基特二极管B18的第I引脚相接，第三路通过R55接地；所述芯片U3的第7引脚输出分三路，一路通过电容C23与电阻R47和电阻R48的连接端相接，另一路通过电阻R49与肖基特二极管B18的第2引脚相接，第三路通过串联的电阻R51和电阻R50与芯片U3的第10引脚相接，芯片U3的第10引脚还与肖基特二极管B15的第3引脚相接，肖基特二极管B15的第I