一種尖峰電流的檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種尖峰電流的檢測(cè)裝置，其包括：用于將尖峰電流轉(zhuǎn)換為尖峰電壓信號(hào)的電流互感器；分別連接在電流互感器輸出端的比較電路和采樣電路；用于實(shí)時(shí)檢測(cè)送進(jìn)來尖峰電壓信號(hào)的采樣值，確定并輸出各尖峰電流周期內(nèi)尖峰電流峰值的控制器，該控制器分別與比較電路的輸出端和采樣電路的輸出端相連；連接在控制器與采樣電路之間用于給采樣電路提供參考電壓至信號(hào)的調(diào)壓電路。本實(shí)用新型可以精確檢測(cè)電流峰值，并在滿足檢測(cè)要求的條件下將成本大幅降低，具有電路結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)成本低、工作可靠及檢測(cè)精確的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—種尖峰電流的檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)裝置，尤其是涉及一種尖峰電流的檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]尖峰電流(Peak Current)是指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)l_2s的短時(shí)最大負(fù)荷電流，尖峰電流一般出現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中。尖峰電流主要用來計(jì)算電壓波動(dòng)、選擇熔斷器和低壓斷路器、整定繼電保護(hù)裝置及檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)條件等。尖峰電流具有持續(xù)時(shí)間短(僅有幾微秒)和沖擊幅值大(可達(dá)幾十安)的特點(diǎn)。
[0003]傳統(tǒng)的峰值檢測(cè)裝置是通過采用A/D采樣芯片對(duì)輸入信號(hào)對(duì)尖峰電流進(jìn)行高速采樣，并通過濾波、對(duì)比和峰值提取等數(shù)字運(yùn)算分析出其峰值。這對(duì)于電力電子系統(tǒng)中僅有微秒級(jí)的瞬變信號(hào)來說，要完成其峰值檢測(cè)將會(huì)相當(dāng)困難。另外，如采用高速A/D采樣系統(tǒng)也將會(huì)極大地增加系統(tǒng)復(fù)雜性和成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提出一種結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)成本較低且檢測(cè)精確的尖峰電流的檢測(cè)裝置。
[0005]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種尖峰電流的檢測(cè)裝置，其包括:用于將尖峰電流轉(zhuǎn)換為尖峰電壓信號(hào)的電流互感器；分別連接在電流互感器輸出端的比較電路和采樣電路；用于實(shí)時(shí)檢測(cè)送進(jìn)來尖峰電壓信號(hào)的采樣值，確定并輸出各尖峰電流周期內(nèi)尖峰電流峰值的控制器，該控制器分別與比較電路的輸出端和采樣電路的輸出端相連；連接在控制器與采樣電路之間用于給采樣電路提供參考電壓至信號(hào)的調(diào)壓電路。
[0006]其中，比較電路包括正輸入端連接尖峰電流信號(hào)的電壓比較器Ul，該電壓比較器Ul的負(fù)輸入端連接基準(zhǔn)電壓支路，而電壓比較器Ul的輸出端并聯(lián)連接穩(wěn)壓二極管Dl及濾波電容C3。
[0007]其中，基準(zhǔn)電壓支路為連接在外接+15V電源與地之間的可調(diào)電阻R1，以及并接在可調(diào)電阻Rl的抽頭與地之間的濾波電容Cl和濾波電容C2，且可調(diào)電阻Rl的抽頭連接電壓比較器Ul的負(fù)輸入端。
[0008]其中，采樣電路包括16個(gè)并行連接的電壓比較器，這16個(gè)并聯(lián)的電壓比較器的正輸入端均連接電流互感器輸出端、負(fù)輸入端分別通過一個(gè)電阻與調(diào)壓電路的輸出端相連。
[0009]其中，調(diào)壓電路包括電源U1、連接電源Ui的Buck轉(zhuǎn)換器、連接在Buck轉(zhuǎn)換器的輸出端與控制器之間的A/D轉(zhuǎn)換電路以及連接在控制器的PWM信號(hào)輸出端與Buck轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)端之間的驅(qū)動(dòng)電路。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0011]本實(shí)用新型可以精確檢測(cè)電流峰值，并在滿足檢測(cè)要求的條件下將成本大幅降低，具有電路結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)成本低、工作可靠及檢測(cè)精確的優(yōu)點(diǎn)?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的電路框圖。
[0013]圖2是圖1中比較電路的電路示意圖。
[0014]圖3是圖1中采樣電路的電路示意圖。
[0015]圖4是圖1中調(diào)壓電路的部分電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型提出一種結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)成本較低且檢測(cè)精確的尖峰電流的檢測(cè)裝置，包括:用于將尖峰電流轉(zhuǎn)換為尖峰電壓信號(hào)的電流互感器；分別連接在電流互感器輸出端的比較電路和采樣電路；分別與比較電路的輸出端和采樣電路的輸出端相連的控制器；連接在控制器與采樣電路之間的調(diào)壓電路，由調(diào)壓電路輸出參考電壓至采樣電路。[0017]尖峰電流經(jīng)電流互感器轉(zhuǎn)換為尖峰電壓信號(hào)，一方面送入比較電路得到方波信號(hào)，作為尖峰電流的周期信號(hào)，送到控制器；另一方面送入到由多個(gè)并聯(lián)的電壓比較器組成的采樣電路中對(duì)尖峰電壓信號(hào)進(jìn)行采樣處理，而調(diào)壓電路給采樣電路提供參考電壓REF，參考電壓REF可根據(jù)采樣范圍進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以此改善采樣精度。另外，由控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)送進(jìn)來尖峰電壓信號(hào)的采樣值，分別選取出尖峰電流周期內(nèi)的最大值作為各尖峰電流周期的尖峰電流峰值，將檢測(cè)得到的尖峰電流峰值輸出。
[0018]結(jié)合圖2所示，比較電路包括:正輸入端連接尖峰電流信號(hào)的電壓比較器Ul (比如，采用LM311芯片實(shí)現(xiàn))，該電壓比較器Ul的負(fù)輸入端連接基準(zhǔn)電壓支路，電壓比較器Ul的輸出端并聯(lián)連接穩(wěn)壓二極管Dl及濾波電容C3。其中，基準(zhǔn)電壓支路包括連接在外接+15V電源與地之間的可調(diào)電阻Rl (可調(diào)Rl也可以采用2個(gè)串接的分壓電阻來替代)，該可調(diào)電阻Rl的抽空連接2個(gè)濾波電容Cl和C2且連接電壓比較器Ul的負(fù)輸入端。
[0019]結(jié)合圖3所示，采樣電路包括16個(gè)并行連接的電壓比較器(也采用LM311芯片)U01、U02、…、U09及U10、U11、…、U14和U15，這16個(gè)并聯(lián)的電壓比較器的正輸入端均連接電流互感器輸出端，接收電流互感器輸出端輸出的尖峰電壓信號(hào)，而這16個(gè)并聯(lián)的電壓比較器U01、U02、…、U09及U10、UlU…、U14和U15的負(fù)輸入端分別通過電阻R01、R02、...、R09&R10、R11、…、R14和R15與調(diào)壓電路輸出端輸出的參考電壓REF相連，這16個(gè)并聯(lián)的電壓比較器U01、U02、…、U09及U10、U11、…、U14和U15的輸出端輸出為16位二進(jìn)制數(shù)碼D15~DOl并送入控制器。
[0020]調(diào)壓電路用于為采樣電路提供參考電壓REF。調(diào)壓電路如圖4所示，包括電源U1、連接電源Ui的Buck轉(zhuǎn)換器、連接在Buck轉(zhuǎn)換器的輸出端與控制器之間的A/D轉(zhuǎn)換電路以及連接在控制器的PWM信號(hào)輸出端與Buck轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)端之間的驅(qū)動(dòng)電路。Buck轉(zhuǎn)換器的輸出電壓反饋經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換電路后得到當(dāng)前輸出電壓的數(shù)字量，由控制器將當(dāng)前輸出電壓的數(shù)字量與期望電壓通過比較得到輸出誤差信號(hào)，誤差信號(hào)經(jīng)由數(shù)字控制器計(jì)算出調(diào)整后PWM信號(hào)的占空比大小，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的PWM控制信號(hào)送入驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路隨之驅(qū)動(dòng)Buck轉(zhuǎn)換器中開關(guān)管工作。因此，輸出電壓在相應(yīng)控制作用下向期望電壓變化，經(jīng)過一個(gè)或幾個(gè)周期的調(diào)整后，使Buck轉(zhuǎn)換器的輸出電壓可以穩(wěn)定在期望電壓值(即提供給采樣電路的參考電壓)上。另外，Buck轉(zhuǎn)換器的輸出端連接米樣電路，Buck轉(zhuǎn)換器的輸出電壓作為米樣電路的參考電壓。
[0021]綜上，本實(shí)用新型可以精確檢測(cè)電流峰值，并在滿足檢測(cè)要求的條件下將成本大幅降低，具有電路結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)成本低、工作可靠及檢測(cè)精確的優(yōu)點(diǎn)。
[0022]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種尖峰電流的檢測(cè)裝置，其特征在于，包括:用于將尖峰電流轉(zhuǎn)換為尖峰電壓信號(hào)的電流互感器；分別連接在電流互感器輸出端的比較電路和采樣電路；用于實(shí)時(shí)檢測(cè)送進(jìn)來尖峰電壓信號(hào)的采樣值，確定并輸出各尖峰電流周期內(nèi)尖峰電流峰值的控制器，該控制器分別與比較電路的輸出端和采樣電路的輸出端相連；連接在控制器與采樣電路之間用于給采樣電路提供參考電壓至信號(hào)的調(diào)壓電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種尖峰電流的檢測(cè)裝置，其特征在于，比較電路包括正輸入端連接尖峰電流信號(hào)的電壓比較器Ul，該電壓比較器Ul的負(fù)輸入端連接基準(zhǔn)電壓支路，而電壓比較器Ul的輸出端并聯(lián)連接穩(wěn)壓二極管Dl及濾波電容C3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種尖峰電流的檢測(cè)裝置，其特征在于，基準(zhǔn)電壓支路為連接在外接+15V電源與地之間的可調(diào)電阻R1，以及并接在可調(diào)電阻Rl的抽頭與地之間的濾波電容Cl和濾波電容C2，且可調(diào)電阻Rl的抽頭連接電壓比較器Ul的負(fù)輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種尖峰電流的檢測(cè)裝置，其特征在于，采樣電路包括16個(gè)并行連接的電壓比較器，這16個(gè)并聯(lián)的電壓比較器的正輸入端均連接電流互感器輸出端、負(fù)輸入端分別通過一個(gè)電阻與調(diào)壓電路的輸出端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種尖峰電流的檢測(cè)裝置，其特征在于，調(diào)壓電路包括電源U1、連接電源Ui的Buck轉(zhuǎn)換器、連接在Buck轉(zhuǎn)換器的輸出端與控制器之間的A/D轉(zhuǎn)換電路以及連接在控制器的PWM信號(hào)輸出端與Buck轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)端之間的驅(qū)動(dòng)電路。
【文檔編號(hào)】G01R19/25GK203720259SQ201420106077
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】邵秋榮, 熊菊蓮 申請(qǐng)人:熊菊蓮