一種用于實(shí)時(shí)檢測(cè)變頻器輸出電流的電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于實(shí)時(shí)檢測(cè)變頻器輸出電流的電路；一種用于實(shí)時(shí)檢測(cè)變頻器輸出電流的電路包括前級(jí)信號(hào)產(chǎn)生電路、全波整流電路、二階低通濾波電路和增益可調(diào)的同相比例放大電路；本電路在最后加入了可調(diào)的同相比例放大電路，由于使用的霍爾傳感器的量程為100A，精度為20mV/A,當(dāng)測(cè)量小電流時(shí)可通過單片機(jī)調(diào)節(jié)數(shù)控電位器R10的阻值，從而改變同相比例放大電路的放大倍數(shù)，提高測(cè)量小電流的精度。本電路能快速準(zhǔn)確的計(jì)算出變頻器輸出端的電流，在過電流的情況下，單片機(jī)及時(shí)停止PWM波的輸出，使變頻器停止工作，有效的防止了變頻器和電機(jī)的損壞。
【專利說明】—種用于實(shí)時(shí)檢測(cè)變頻器輸出電流的電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于變頻器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種用于實(shí)時(shí)檢測(cè)變頻器輸出電流的方法。
技術(shù)背景
[0002]變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其主要特點(diǎn)是具有高效率的驅(qū)動(dòng)性能和良好的控制特性。簡單的說，變頻器是改變輸入電壓的頻率來達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。實(shí)時(shí)檢測(cè)變頻器輸出電流的目的主要是為了防止過電流發(fā)生時(shí)損壞變頻器和電機(jī)，以及為死去補(bǔ)償?shù)忍峁┓答佒怠Ｈ绻娏鳈z測(cè)不準(zhǔn)確，而變頻器又只能根據(jù)檢測(cè)的電流值來進(jìn)行保護(hù)和計(jì)算，這就會(huì)形成誤操作，影響其正常使用。因此，對(duì)變頻器的輸出電流檢測(cè)就必須做到及時(shí)、準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種用于實(shí)時(shí)檢測(cè)變頻器輸出電流的電路。
[0004]一種用于實(shí)時(shí)檢測(cè)變頻器輸出電流的電路包括前級(jí)信號(hào)產(chǎn)生電路、全波整流電路、二階低通濾波電路和增益可調(diào)的同相比例放大電路。
[0005]前級(jí)信號(hào)產(chǎn)生電路主要包括霍爾傳感器U1、第一去稱電容Cl、第二隔直電容C2 ；霍爾傳感器Ul的型號(hào)ACS758LCB-100B ；
霍爾傳感器Ul的IP+的端與IP-端分別與待測(cè)變頻器的輸出端連接，VCC端接+5V電源；Vout端與第一去耦電容Cl的一端、第二隔直電容C2的正極連接，GND端與第一去耦電容Cl的另一端連接并接地；
全波整流電路包括第一運(yùn)算放大器U2、第二運(yùn)算放大器U3、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一整流二極管D1、第二整流二極管D2。
[0006]第一運(yùn)算放大器U2的反向端與第一電阻Rl的一端、第一整流二極管Dl的反向端、第三電阻R3的一端連接，第一運(yùn)算放大器U2的同相端與第二電阻R2的一端連接，第一運(yùn)算放大器U2的輸出端與第二整流二極管D2的反向端、第一整流二極管Dl的正向端連接；第一電阻Rl的另一端接地，第二電阻R2的另一端與第二隔直電容C2的負(fù)極、第五電阻R5的一端連接；第三電阻R3的另一端與第二整流二極管D2的正向端、第四電阻R4的一端連接；第二運(yùn)算放大器U3的反向端與第四電阻R4的另一端、第六電阻R6的一端連接，第二運(yùn)算放大器U3的正向端與第五電阻R5的另一端連接，第二運(yùn)算放大器U3的輸出端與第六電阻R6的另一端連接，作為全波整流電路的輸出端，接入下一級(jí)的二階低通濾波電路。
[0007]全波整流濾波電路中的電阻阻值應(yīng)滿足的關(guān)系式為:
R6.R3=2.R4.Rl
所述的二階低通濾波電路和增益可調(diào)的同相比例放大電路包括第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、數(shù)控電位器R10、第三運(yùn)算放大器U4、第三獨(dú)石電容C3、第四獨(dú)石電容C4和單片機(jī)U5 ;單片機(jī)U5的型號(hào)為STM32F103VET6，數(shù)控電位器的型號(hào)為X9319 ；
第七電阻R7的一端與上一級(jí)的全波整流電路輸出端連接，第七電阻R7的另一端與第八電阻R8的一端、第三獨(dú)石電容C3的一端連接；第三運(yùn)算放大器U4的同相端與第八電阻R8的另一端、第四電容C4的一端連接，第四電容C4的另一端接地，第三運(yùn)算放大器U4的反向端與第九電阻R9的一端、數(shù)控電位器的一個(gè)固定端連接；第九電阻R9的另一端接地；第三運(yùn)算放大器U4的輸出端與第三電容C3的另一端、數(shù)控電位器RlO的滑動(dòng)端連接；第三運(yùn)算放大器U4的輸出端作為二階低通濾波電路的輸出端，與單片機(jī)U5的IOl腳連接；單片機(jī)U5的102腳與雙抽頭數(shù)控電位器RlO的U/D腳連接，單片機(jī)U5的103腳與雙抽頭數(shù)控電位器RlO的INC腳連接，單片機(jī)U5的104腳與雙抽頭數(shù)控電位器RlO的CS腳連接。
[0008]所述的同相比例放大電路的電壓放大增益:
Avf=1+R10/R9。
[0009]本電路的有益效果:本電路在最后加入了可調(diào)的同相比例放大電路，由于使用的霍爾傳感器的量程為100A，精度為20mV/A，當(dāng)測(cè)量小電流時(shí)可通過單片機(jī)調(diào)節(jié)數(shù)控電位器RlO的阻值，從而改變同相比例放大電路的放大倍數(shù)，提高測(cè)量小電流的精度。本電路能快速準(zhǔn)確的計(jì)算出變頻器輸出端的電流，在過電流的情況下，單片機(jī)及時(shí)停止PWM波的輸出，使變頻器停止工作，有效的防止了變頻器和電機(jī)的損壞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的電路圖；
圖2為本發(fā)明中全波整流電路部分的輸入輸出波形。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，一種用于實(shí)時(shí)檢測(cè)變頻器輸出電流的電路包括前級(jí)信號(hào)產(chǎn)生電路、全波整流電路、二階低通濾波電路和增益可調(diào)的同相比例放大電路。
[0012]前級(jí)信號(hào)產(chǎn)生電路主要包括霍爾傳感器U1、第一去耦電容Cl、第二隔直電容C2 ；霍爾傳感器Ul的IP+的端與IP-端分別與待測(cè)變頻器的輸出端連接，VCC端接+5V電源；Vout端與第一去耦電容Cl的一端、第二隔直電容C2的正極連接，GND端與第一去耦電容Cl的另一端連接并接地；
全波整流電路包括第一運(yùn)算放大器U2、第二運(yùn)算放大器U3、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一整流二極管D1、第二整流二極管D2。
[0013]第一運(yùn)算放大器U2的反向端與第一電阻Rl的一端、第一整流二極管Dl的反向端、第三電阻R3的一端連接，第一運(yùn)算放大器U2的同相端與第二電阻R2的一端連接，第一運(yùn)算放大器U2的輸出端與第二整流二極管D2的反向端、第一整流二極管Dl的正向端連接；第一電阻Rl的另一端接地，第二電阻R2的另一端與第二隔直電容C2的負(fù)極、第五電阻R5的一端連接；第三電阻R3的另一端與第二整流二極管D2的正向端、第四電阻R4的一端連接；第二運(yùn)算放大器U3的反向端與第四電阻R4的另一端、第六電阻R6的一端連接，第二運(yùn)算放大器U3的正向端與第五電阻R5的另一端連接，第二運(yùn)算放大器U3的輸出端與第六電阻R6的另一端連接，作為全波整流電路的輸出端，接入下一級(jí)的二階低通濾波電路。[0014]全波整流濾波電路中的電阻阻值應(yīng)滿足的關(guān)系式為:
R6.R3=2.R4.Rl
所述的二階低通濾波電路和增益可調(diào)的同相比例放大電路包括第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、數(shù)控電位器R10、第三運(yùn)算放大器U4、第三獨(dú)石電容C3、第四獨(dú)石電容C4和單片機(jī)U5 ；
第七電阻R7的一端與上一級(jí)的全波整流電路輸出端連接，第七電阻R7的另一端與第八電阻R8的一端、第三獨(dú)石電容C3的一端連接；第三運(yùn)算放大器U4的同相端與第八電阻R8的另一端、第四電容C4的一端連接，第四電容C4的另一端接地，第三運(yùn)算放大器U4的反向端與第九電阻R9的一端、數(shù)控電位器的一個(gè)固定端連接；第九電阻R9的另一端接地；第三運(yùn)算放大器U4的輸出端與第三電容C3的另一端、數(shù)控電位器RlO的滑動(dòng)端連接；第三運(yùn)算放大器U4的輸出端作為二階低通濾波電路的輸出端，與單片機(jī)U5的IOl腳連接；單片機(jī)U5的102腳與雙抽頭數(shù)控電位器RlO的U/D腳連接，單片機(jī)U5的103腳與雙抽頭數(shù)控電位器RlO的INC腳連接，單片機(jī)U5的104腳與雙抽頭數(shù)控電位器RlO的CS腳連接。
[0015]所述的同相比例放大電路的電壓放大增益:
Avf=1+R10/R9。
[0016]本電路由高精度霍爾傳感器根據(jù)輸入電流的大小產(chǎn)生一幅值變化的正弦波，經(jīng)過隔直電容的作用濾去直流分量，然后經(jīng)過后面的全波整流電路將負(fù)半周期的半波信號(hào)反向，輸入輸出波形如圖2所示；放大電路的電壓增益Avf= (1+R10/R9)，控制單片機(jī)U5的102、103、104端口，調(diào)節(jié)數(shù)控電位器RlO的阻值，改變放大電路的增益，最后經(jīng)過二階低通濾波電路和可調(diào)的同相比 例放大電路輸出，得到全波整流的正弦波的平均值，送入單片機(jī)STM32F103VET6進(jìn)行A/D采樣，單片機(jī)STM32F103VET6根據(jù)采樣得到的值，經(jīng)過簡單換算，就能準(zhǔn)確計(jì)算出變頻器的輸出電流。
【權(quán)利要求】
1.一種用于實(shí)時(shí)檢測(cè)變頻器輸出電流的電路，包括前級(jí)信號(hào)產(chǎn)生電路、全波整流電路、二階低通濾波電路和增益可調(diào)的同相比例放大電路； 其特征在于:所述的前級(jí)信號(hào)產(chǎn)生電路主要包括霍爾傳感器U1、第一去耦電容Cl、第二隔直電容C2 ;霍爾傳感器Ul的型號(hào)ACS758LCB-100B ； 霍爾傳感器Ul的IP+的端與IP-端分別與待測(cè)變頻器的輸出端連接，VCC端接+5V電源；Vout端與第一去耦電容Cl的一端、第二隔直電容C2的正極連接，GND端與第一去耦電容Cl的另一端連接并接地； 全波整流電路包括第一運(yùn)算放大器U2、第二運(yùn)算放大器U3、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一整流二極管D1、第二整流二極管D2 ； 第一運(yùn)算放大器U2的反向端與第一電阻Rl的一端、第一整流二極管Dl的反向端、第三電阻R3的一端連接，第一運(yùn)算放大器U2的同相端與第二電阻R2的一端連接，第一運(yùn)算放大器U2的輸出端與第二整流二極管D2的反向端、第一整流二極管Dl的正向端連接；第一電阻Rl的另一端接地，第二電阻R2的另一端與第二隔直電容C2的負(fù)極、第五電阻R5的一端連接；第三電阻R3的另一端與第二整流二極管D2的正向端、第四電阻R4的一端連接；第二運(yùn)算放大器U3的反向端與第四電阻R4的另一端、第六電阻R6的一端連接，第二運(yùn)算放大器U3的正向端與第五電阻R5的另一端連接，第二運(yùn)算放大器U3的輸出端與第六電阻R6的另一端連接，作為全波整流電路的輸出端，接入下一級(jí)的二階低通濾波電路； 所述的二階低通濾波電路和增益可調(diào)的同相比例放大電路包括第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、數(shù)控電位器R10、第三運(yùn)算放大器U4、第三獨(dú)石電容C3、第四獨(dú)石電容C4和單片機(jī)U5 ;單片機(jī)U5的型號(hào)為STM32F103VET6，數(shù)控電位器的型號(hào)為X9319 ； 第七電阻R7的一端與上一級(jí)的全波整流電路輸出端連接，第七電阻R7的另一端與第八電阻R8的一端、第三獨(dú)石電容C3的一端連接；第三運(yùn)算放大器U4的同相端與第八電阻R8的另一端、第四電容C4的一端連接，第四電容C4的另一端接地，第三運(yùn)算放大器U4的反向端與第九電阻R9的一端、數(shù)控電位器的一個(gè)固定端連接；第九電阻R9的另一端接地；第三運(yùn)算放大器U4的輸出端與第三電容C3的另一端、數(shù)控電位器RlO的滑動(dòng)端連接；第三運(yùn)算放大器U4的輸出端作為二階低通濾波電路的輸出端，與單片機(jī)U5的IOl腳連接；單片機(jī)U5的102腳與雙抽頭數(shù)控電位器RlO的U/D腳連接，單片機(jī)U5的103腳與雙抽頭數(shù)控電位器RlO的INC腳連接，單片機(jī)U5的104腳與雙抽頭數(shù)控電位器RlO的CS腳連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于實(shí)時(shí)檢測(cè)變頻器輸出電流的電路其特征在于:全波整流濾波電路中的電阻阻值滿足:
R6.R3=2.R4.Rl0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于實(shí)時(shí)檢測(cè)變頻器輸出電流的電路其特征在于:所述的同相比例放大電路的電壓放大增益:
Avf=1+R10/R9。
【文檔編號(hào)】G01R19/25GK103675430SQ201310637070
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】高明煜, 莊圣恩, 詹鑫鑫, 曾毓, 黃繼業(yè), 馬國進(jìn) 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)