一種電網(wǎng)電壓采樣與處理的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種電網(wǎng)電壓采樣與處理的方法，包括瞬時交流采樣電路和信號處理方法，所述瞬時交流采樣電路通過互感器、電阻分壓電路、電壓抬升電路、電壓鉗位電路來采集市電信號，所述信號處理方法為將實時采集的信號先采用RC低通濾波器進行處理，再通過諧波補償法進行校正，得到波形圖能夠判斷市電狀況，本發(fā)明通過采用瞬時交流采樣電路、信號處理方法獲得高質(zhì)量交流電壓信號，實現(xiàn)了交流電壓信號準確與快速的采集。
【專利說明】
一種電網(wǎng)電壓采樣與處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電學領(lǐng)域，具體涉及一種電網(wǎng)電壓采樣與處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在對應(yīng)急電源性能的要求越來越高，如:在某些不能斷光源場合(隧道、地鐵等)，采用的是高強氣體放電燈，如高壓鈉燈、金屬鹵素燈等，高強氣體放電燈的特性均為:當斷電時間大于5ms時，高強氣體放電燈將斷電熄滅，要等其冷卻后才能重新啟動，因此在這些場合必須實現(xiàn)應(yīng)急電源的快速切換。
[0003]應(yīng)急電源的實時性控制的要求越來越高，交流市電的正確判斷是實現(xiàn)快速切換的一個重要方面，傳統(tǒng)的電壓采樣電路多采用整流與濾波電路構(gòu)成，由于濾波電容具有時延特性，很難滿足快速判斷的要求，而這里發(fā)明的瞬時交流采樣電路可以實時采集電壓信號，運用信號處理方法可以滿足快速判斷的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供的一種電網(wǎng)電壓采樣與處理的方法，通過電網(wǎng)電壓采樣和電網(wǎng)電壓處理，解決了延時判斷的問題。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]—種電網(wǎng)電壓采樣與處理的方法，包括瞬時交流采樣電路和信號處理方法，利用瞬時交流采樣電路采集市電信號，將采集到的信號進行數(shù)據(jù)處理后得到準確可靠的數(shù)據(jù)，以此判斷市電是否正常，為快速切換提供理論基礎(chǔ)。
[0007]其中，所述瞬時交流采樣電路包括市電輸入J1、互感器TF1、電阻分壓電路、電壓抬升電路、電壓鉗位電路，所述電壓抬升電路為電阻分壓電路和電壓跟隨電路疊加而成，所述電阻分壓電路包括電阻R3、電阻R4、電阻R5，所述電壓跟隨電路包括電阻Rl、電阻R2、電阻R6，運放器U1A，所述電壓抬升電路為電阻分壓電路的輸出與電壓跟隨電路疊加，所述電壓鉗位電路包括電阻R7、電阻R8、運放器UlB、二極管DI。
[0008]所述互感器，連接在主電路的輸入端，主要起到隔離和降壓的目的。
[0009]所述電阻分壓電路，包括分壓電阻R3、電阻R4、電阻R5，主要是將經(jīng)互感器輸出的交流電壓進行分壓。
[0010]所述電壓抬升電路，是將電阻分壓電路的輸出與電壓跟隨電路疊加后使電壓抬升。
[0011]所述電壓鉗位電路，是將電壓抬升電路提升后的電壓固定在DSP可以采集的電壓范圍之內(nèi)。
[0012]所述電壓處理方法包括RC低通濾波和諧波補償法，其中，所述RC低通濾波不僅可以抑制紋波，而且可以有效地補償相位，通過RC低通濾波處理后的波形變得平滑，但是存在系統(tǒng)誤差，由于系統(tǒng)誤差的數(shù)據(jù)存在一定周期規(guī)律，通過諧波補償法進行校正，校正后的數(shù)據(jù)，通過對比未經(jīng)處理的采樣信號，經(jīng)過RC低通濾波和諧波補償法處理的數(shù)據(jù)，精度和平滑程度都有很大提高，應(yīng)用這些數(shù)據(jù)進行市電狀況的判斷，提高了判斷的正確性。
[0013]本發(fā)明的有益效果:通過采用瞬時交流采樣電路、信號處理方法最終獲得高質(zhì)量交流電壓信號，實現(xiàn)了交流電壓信號的準確與快速的實時采集。
【附圖說明】
[0014]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0015]圖1為本發(fā)明瞬時交流采樣電路圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實時采集的波形圖；
[0017]圖3為本發(fā)明經(jīng)RC低通濾波處理后波形圖；
[0018]圖4為本發(fā)明經(jīng)RC低通濾波和諧波補償法處理后波形圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，為一種用于電網(wǎng)電壓采樣與處理的瞬時交流采樣電路圖，瞬時交流采樣電路圖包括市電輸入J1、互感器TF1、電阻分壓電路、電壓抬升電路、電壓鉗位電路，其中電壓抬升電路為電阻分壓電路和電壓跟隨電路疊加而成，互感器TFl起隔離和降壓的作用，電阻分壓電路包括電阻R3、電阻R4、電阻R5，作用是將經(jīng)互感器輸出的交流電壓進行分壓；電壓跟隨電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R6，運放器U1A，電壓抬升電路將電阻分壓電路的輸出與電壓跟隨電路疊加后使電壓抬升；電壓鉗位電路包括電阻R7、電阻R8、運放器U1B、二極管Dl，目的是將電壓抬升電路提升后的電壓固定在DSP可以采集的電壓范圍之內(nèi)。
[0020]市電輸入Jl通過互感器TFl分別與電阻R3、電阻R4連接，電阻R3與電阻R5連接，在電阻R3和電阻R5之間的節(jié)點通過電阻R4連接在GND上，電阻R5連接在運放器UIB的反相輸入端，運放器UIB的同相輸入端連接在GND上，運放器UIB正電源端和負電源端分別接+15V、-15V，運放器UIB的輸出端通過電阻R8連接在輸出ADO上，在運放器UIB的反相輸入端和輸出端之間并聯(lián)一電阻R7，在電阻R8與輸出ADO之間的節(jié)點通過二極管DI陽極連接在GND上，+5V電壓通過電阻Rl連接在運放器UIA的反相輸入端，運放器UIA的同相輸入端連接在GND上，運放器UIA的輸出端通過電阻R6連接在電阻R7上，在運放器UIA的反相輸入端和輸出端之間并聯(lián)一電阻R2。
[0021]市電輸入Jl輸出交流220V電壓經(jīng)互感器TFl隔離降壓至交流12V，通過電阻分壓電路進行分壓輸出5V，經(jīng)電壓抬升電路輸出O?1V的直流電，最后由電壓鉗位電路輸出O?
3.3V的直流電信號為DSP模擬轉(zhuǎn)換口提供了安全的電壓信號。
[0022]如圖2所示，采集信號過后，在DSP集成開發(fā)環(huán)境CCS中應(yīng)用其圖形分析功能，為了提高數(shù)據(jù)的準確性，要對數(shù)據(jù)進行處理，先采用RC低通濾波器進行處理，RC低通濾波不僅可以抑制紋波，而且可以有效地補償相位，如圖3所示，通過RC低通濾波處理后的波形變得平滑，但是存在系統(tǒng)誤差，由于系統(tǒng)誤差的數(shù)據(jù)存在一定周期規(guī)律，通過諧波補償法進行校正，校正后的數(shù)據(jù)，如圖4所示，通過對比未經(jīng)處理的采樣信號，經(jīng)過RC低通濾波和諧波補償法處理的數(shù)據(jù)，精度和平滑程度都有很大提高，應(yīng)用這些數(shù)據(jù)進行市電狀況的判斷，提高了判斷的正確性。
[0023]以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明的構(gòu)思所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的構(gòu)思或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種電網(wǎng)電壓采樣與處理的方法，其特征在于，包括以下處理步驟: 電路采樣，通過所述瞬時采樣電路采集交流電壓信號； 信號處理，采樣電路采集的交流電壓信號通過RC低通濾波進行處理，再通過諧波補償法進行校正，得到能夠判斷市電狀況的波形圖。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)電壓采樣與處理的方法，其特征在于，所述瞬時交流采樣電路包括互感器、電阻分壓電路、電壓抬升電路、電壓鉗位電路，所述互感器起到隔離和降壓的作用，所述電阻分壓電路對從互感器流出的電壓進行分壓，所述電壓抬升電路對電壓有提升的作用，所述電壓鉗位電路將電壓抬升電路提升后的電壓固定在DSP可以采集的電壓范圍之內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電網(wǎng)電壓采樣與處理的方法，其特征在于，所述電阻分壓電路包括電阻R3、電阻R4、電阻R5，所述電阻R3和所述電阻R5連接，所述電阻R4連接在電阻R3和電阻R5之間的節(jié)點上。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電網(wǎng)電壓采樣與處理的方法，其特征在于，所述電壓抬升電路由電阻分壓電路和電壓跟隨電路疊加而成，其中所述電壓跟隨電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R6，運放器U1A，所述電阻Rl連接在運放器UlA的反相輸入端，所述運放器UlA輸出端與電阻R6連接，所述電阻R2并聯(lián)在運放器Ul A的反相輸入端和輸出端。 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電網(wǎng)電壓采樣與處理的方法，其特征在于，所述電壓鉗位電路包括包括電阻R7、電阻R8、運放器U1B、二極管Dl，所述電阻R7并聯(lián)在運放器UIB反相輸入端和輸出端，所述運放器UIB的輸出端與電阻R8連接，所述二極管Dl陽極與運放器UIB的同相輸入端，其陰極連接在電阻R8與輸出ADO的節(jié)點。
【文檔編號】G01R19/22GK106018937SQ201610541079
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月11日
【發(fā)明人】李多山, 陶苗苗
【申請人】合肥聯(lián)信電源有限公司