本技術(shù)涉及電壓電流采集，特別涉及一種多通道直流電壓電流采集電路。

背景技術(shù)：

1、在工業(yè)控制、電力監(jiān)控和科學(xué)研究等領(lǐng)域中，經(jīng)常需要對(duì)多個(gè)電壓和電流通道進(jìn)行同時(shí)監(jiān)測(cè)；現(xiàn)有技術(shù)在精度、同步性、隔離性能等方面存在局限，無法滿足高性能要求；現(xiàn)有市場(chǎng)產(chǎn)品多采用輪循進(jìn)行采集，其采集多通道速度較慢；而且現(xiàn)有市場(chǎng)產(chǎn)品采用的多路測(cè)量為共地方式，通道之間沒有電氣隔離，抗干擾能力差，測(cè)量精度不高，線性動(dòng)態(tài)范圍理想的小，導(dǎo)致無法滿足多通道高速測(cè)量的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)高精度同步采集的多通道直流電壓電流采集電路。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

3、一種多通道直流電壓電流采集電路，包括mcu處理模塊和若干個(gè)電流電壓采集模塊，每個(gè)所述電流電壓采集模塊均包括電壓取樣單元、電流取樣單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、模擬前端單元和隔離單元，所述電壓取樣單元和電流取樣單元通過公共端與模擬前端單元電連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元分別與模擬前端單元和隔離單元電連接，所述隔離單元與mcu處理模塊電連接。

4、進(jìn)一步的，所述模擬前端單元包括運(yùn)算放大器u2a，所述運(yùn)算放大器u2a的正相輸入端與電壓取樣單元電連接，所述運(yùn)算放大器u2a的反相輸入端分別與電壓取樣單元和電流取樣單元電連接，所述運(yùn)算放大器u2a的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元電連接。

5、進(jìn)一步的，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元包括adc芯片u4，所述adc芯片u4的型號(hào)為ads127l01，所述adc芯片u4的第三引腳與模擬前端單元電連接，所述adc芯片u4的第四引腳與adc芯片u4的第八引腳電連接且adc芯片u4的第四引腳與adc芯片u4的第八引腳均接地，所述adc芯片u4的第十引腳、第十一引腳和第十二引腳均與隔離單元電連接。

6、進(jìn)一步的，所述隔離單元包括光電耦合器u1和光電耦合器u5；

7、所述光電耦合器u1中發(fā)光源的一端與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元電連接，所述光電耦合器u1中發(fā)光源的另一端接地，所述光電耦合器u1中受光器的一端接電源，所述光電耦合器u1中受光器的另一端與mcu處理模塊電連接；

8、所述光電耦合器u5中發(fā)光源的一端與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元電連接，所述光電耦合器u5中發(fā)光源的另一端接地，所述光電耦合器u5中受光器的一端接電源，所述光電耦合器u5中受光器的另一端與mcu處理模塊電連接。

9、進(jìn)一步的，所述電壓取樣單元包括電阻r1和電阻r2，所述電阻r1的一端分別與電阻r2的一端和模擬前端單元電連接，所述電阻r2的另一端分別與電流采樣單元和模擬前端單元電連接。

10、進(jìn)一步的，所述電流取樣單元包括電阻r13，所述電阻r13的一端分別與電流取樣單元和模擬前端單元電連接，所述電阻r13的另一端與模擬前端單元電連接。

11、進(jìn)一步的，所述mcu處理模塊包括芯片u10，所述芯片u10的型號(hào)為stm32f103vctb，所述芯片u10的信號(hào)輸入端與隔離單元電連接。

12、進(jìn)一步的，還包括隔離電源模塊，所述隔離電源模塊分別與若干個(gè)隔離單元電連接。

13、進(jìn)一步的，還包括儲(chǔ)存模塊，所述儲(chǔ)存模塊與mcu處理模塊電連接。

14、進(jìn)一步的，還包括通訊模塊，所述通訊模塊與mcu處理模塊電連接。

15、本實(shí)用新型的有益效果在于：

16、本方案通過設(shè)置若干個(gè)電流電壓采集模塊，每個(gè)電流電壓采集模塊均包括電壓取樣單元、電流取樣單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、模擬前端單元和隔離單元，電壓取樣單元和電流取樣單元通過公共端與模擬前端單元電連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元分別與模擬前端單元和隔離單元電連接，隔離單元與mcu處理模塊電連接，電壓取樣單元用于采集電壓信息，電流取樣單元用于采集電流信息，模擬前端單元分別將電壓取樣單元采集到的電壓信號(hào)和電流取樣單元采集到的電流信號(hào)放大并濾波后連接到隔離單元，隔離單元能夠確保若干個(gè)電流電壓采集模塊(即不同通道)之間互不干擾，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化數(shù)字信號(hào)，mcu處理模塊用于控制模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的數(shù)據(jù)采集；本方案通過mcu處理模塊、電壓取樣單元、電流取樣單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、模擬前端單元和隔離單元之間的配合，實(shí)現(xiàn)了通道之間的電氣隔離，顯著提高了多通道同時(shí)測(cè)量的抗干擾性，避免了通道之間的串?dāng)_。

技術(shù)特征：

1.一種多通道直流電壓電流采集電路，其特征在于，包括mcu處理模塊和若干個(gè)電流電壓采集模塊，每個(gè)所述電流電壓采集模塊均包括電壓取樣單元、電流取樣單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、模擬前端單元和隔離單元，所述電壓取樣單元和電流取樣單元通過公共端與模擬前端單元電連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元分別與模擬前端單元和隔離單元電連接，所述隔離單元與mcu處理模塊電連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道直流電壓電流采集電路，其特征在于，所述模擬前端單元包括運(yùn)算放大器u2a，所述運(yùn)算放大器u2a的正相輸入端與電壓取樣單元電連接，所述運(yùn)算放大器u2a的反相輸入端分別與電壓取樣單元和電流取樣單元電連接，所述運(yùn)算放大器u2a的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元電連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道直流電壓電流采集電路，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元包括adc芯片u4，所述adc芯片u4的型號(hào)為ads127l01，所述adc芯片u4的第三引腳與模擬前端單元電連接，所述adc芯片u4的第四引腳與adc芯片u4的第八引腳電連接且adc芯片u4的第四引腳與adc芯片u4的第八引腳均接地，所述adc芯片u4的第十引腳、第十一引腳和第十二引腳均與隔離單元電連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道直流電壓電流采集電路，其特征在于，所述隔離單元包括光電耦合器u1和光電耦合器u5；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道直流電壓電流采集電路，其特征在于，所述電壓取樣單元包括電阻r1和電阻r2，所述電阻r1的一端分別與電阻r2的一端和模擬前端單元電連接，所述電阻r2的另一端分別與電流采樣單元和模擬前端單元電連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道直流電壓電流采集電路，其特征在于，所述電流取樣單元包括電阻r13，所述電阻r13的一端分別與電流取樣單元和模擬前端單元電連接，所述電阻r13的另一端與模擬前端單元電連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道直流電壓電流采集電路，其特征在于，所述mcu處理模塊包括芯片u10，所述芯片u10的型號(hào)為stm32f103vct6，所述芯片u10的信號(hào)輸入端與隔離單元電連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道直流電壓電流采集電路，其特征在于，還包括隔離電源模塊，所述隔離電源模塊分別與若干個(gè)隔離單元電連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道直流電壓電流采集電路，其特征在于，還包括儲(chǔ)存模塊，所述儲(chǔ)存模塊與mcu處理模塊電連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道直流電壓電流采集電路，其特征在于，還包括通訊模塊，所述通訊模塊與mcu處理模塊電連接。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及電壓電流采集技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多通道直流電壓電流采集電路，包括MCU處理模塊和若干個(gè)電流電壓采集模塊，每個(gè)電流電壓采集模塊均包括電壓取樣單元、電流取樣單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、模擬前端單元和隔離單元，電壓取樣單元和電流取樣單元通過公共端與模擬前端單元電連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元分別與模擬前端單元和隔離單元電連接，隔離單元與MCU處理模塊電連接，實(shí)現(xiàn)了通道之間的電氣隔離，顯著提高了多通道同時(shí)測(cè)量的抗干擾性，避免了通道之間的串?dāng)_。

技術(shù)研發(fā)人員：孫浩坤,黃榮,蘇代壯,李小順,張秋成
受保護(hù)的技術(shù)使用者：福建海電運(yùn)維科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240415
技術(shù)公布日：2025/1/6