基于arm及磁平衡式霍爾傳感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，尤其是涉及一種基于ARM及磁平衡式霍爾傳 感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002] 保證電能質(zhì)量的高穩(wěn)定性，這一課題已經(jīng)成為電力公司和其他發(fā)電部門急需解 決的重要問題，解決方法一般依靠監(jiān)測、記錄、分析電能質(zhì)量的運(yùn)行情況，從而得到電能質(zhì) 量的各種有效數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)來釆取相應(yīng)的應(yīng)對措施，目的是改善電能質(zhì)量。目前市 場上存在一些電能監(jiān)測設(shè)備，不過大部分功能簡單，已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前對電能質(zhì)量的監(jiān)控的 需求，于是市場上涌現(xiàn)一批研發(fā)人員對高精度、多功能的電能質(zhì)量監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行理論研宄 和實(shí)踐。另外，隨著數(shù)學(xué)算法的創(chuàng)新，高端芯片技術(shù)的長足進(jìn)步，利用新技術(shù)、新理論、新 手段讓電能監(jiān)測設(shè)備有具有多功能、高時(shí)效性的特點(diǎn)，進(jìn)而有利于發(fā)現(xiàn)用戶供電的問題與 規(guī)律，改善電能質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于ARM及磁 平衡式霍爾傳感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器。
[0004] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0005] 一種基于ARM及磁平衡式霍爾傳感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器接在電網(wǎng) 上，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)換器包括相互連接的磁平衡式霍爾電流傳感器和ARM芯片，所述 的ARM芯片包括依次連接的檢測電路、處理電路和抑制信號輸出電路，所述的磁平衡式霍 爾電流傳感器分別與電網(wǎng)、檢測電路和抑制信號輸出電路連接。
[0006] 所述的磁平衡式霍爾電流傳感器包括兩個，分別為第一磁平衡式霍爾電流傳感器 和第二磁平衡式霍爾電流傳感器，所述的第一磁平衡式霍爾電流傳感器的輸入端直接與電 網(wǎng)連接，輸出端與檢測電路連接，所述的第二磁平衡式霍爾電流傳感器的輸入端通過電阻 與電網(wǎng)連接，輸出端與檢測電路連接。
[0007] 所述的檢測電路包括分別與處理電路連接的電流檢測電路和電壓檢測電路，所述 的電流檢測電路輸入端與第一磁平衡式霍爾電流傳感器連接，所述的電壓檢測電路輸入端 與第二磁平衡式霍爾電流傳感器連接。
[0008] 每個磁平衡式霍爾電流傳感器包括原邊線圈、副邊線圈和霍爾元件端，所述的原 邊線圈與電網(wǎng)連接，所述的檢測電路輸入端與霍爾元件端連接，所述的抑制信號輸出電路 的輸出端與副邊線圈連接。
[0009] 所述的處理電路對采集的電信號進(jìn)行處理，包括計(jì)算得到電流、電壓、功率及功率 因數(shù)值，并對采集的信號進(jìn)行FFT變換，計(jì)算出各次諧波含量。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單，無需添加外設(shè)AD轉(zhuǎn)換裝置，將電流 傳感器直接與ARM控制芯片互連；通過磁平衡式霍爾傳感器與ARM控制芯片的低功耗、高性 能，有效提高檢測精度，節(jié)約產(chǎn)品成本，對電網(wǎng)質(zhì)量進(jìn)行有效的監(jiān)測，功能更加完善。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0013] 實(shí)施例
[0014] 電網(wǎng)中的信號電壓都是220V/380V電壓或是更高，利用現(xiàn)有的電子裝置進(jìn)行測 量，無法進(jìn)行直接測量，因此需要利用電流傳感器將電網(wǎng)信號變?yōu)榭蓽y的低壓信號傳送到 裝置中。本發(fā)明中采用磁平衡式霍爾電流傳感器。對于電流參數(shù)檢測，直接將電網(wǎng)信號接 入傳感器的原邊線圈；而對于電壓參數(shù)檢測，通過串聯(lián)一個電阻R將電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?信號測得。
[0015] 如圖1所示，本發(fā)明轉(zhuǎn)換器包括相互連接的磁平衡式霍爾電流傳感器和ARM芯片 3,所述的ARM芯片3包括依次連接的檢測電路、處理電路33和抑制信號輸出電路34,所述 的磁平衡式霍爾電流傳感器分別與電網(wǎng)、檢測電路和抑制信號輸出電路34連接。
[0016] 所述的磁平衡式霍爾電流傳感器包括兩個，分別為第一磁平衡式霍爾電流傳感器 1和第二磁平衡式霍爾電流傳感器2,所述的第一磁平衡式霍爾電流傳感器1的輸入端直接 與電網(wǎng)連接，輸出端與檢測電路連接，所述的第二磁平衡式霍爾電流傳感器2的輸入端通 過電阻與電網(wǎng)連接，輸出端與檢測電路連接。
[0017] 所述的檢測電路包括分別與處理電路連接的電流檢測電路31和電壓檢測電路 32,所述的電流檢測電路31輸入端與第一磁平衡式霍爾電流傳感器1連接，所述的電壓檢 測電路32輸入端與第二磁平衡式霍爾電流傳感器2連接。
[0018] 每個磁平衡式霍爾電流傳感器包括原邊線圈、副邊線圈和霍爾元件端，所述的原 邊線圈與電網(wǎng)連接，所述的檢測電路輸入端與霍爾元件端連接，所述的抑制信號輸出電路 的輸出端與副邊線圈連接。
[0019] 圖1中第一磁平衡式霍爾電流傳感器1用于電流檢測，設(shè)其原、副邊線圈匝數(shù)比為 Ii1，第二磁平衡式霍爾電流傳感器2用于電壓檢測，設(shè)其原、副邊線圈匝數(shù)比為n 2。將兩電 流傳感器中的霍爾元件與ARM芯片3相連，檢測霍爾元件中的感應(yīng)電流大小h、i2。根據(jù)感 應(yīng)電流h、i 2大小，調(diào)整ARM芯片3輸出的抑制電流信號i3、i4，讓副邊線圈在聚磁環(huán)中產(chǎn)生 的磁場與原邊線圈的所產(chǎn)生的磁場相互抵消，從而使h、"為0。故可以得到：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于ARM及磁平衡式霍爾傳感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器接在電網(wǎng)上， 其特征在于，所述的轉(zhuǎn)換器包括相互連接的磁平衡式霍爾電流傳感器和ARM芯片，所述的 ARM芯片包括依次連接的檢測電路、處理電路和抑制信號輸出電路，所述的磁平衡式霍爾電 流傳感器分別與電網(wǎng)、檢測電路和抑制信號輸出電路連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM及磁平衡式霍爾傳感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器， 其特征在于，所述的磁平衡式霍爾電流傳感器包括兩個，分別為第一磁平衡式霍爾電流傳 感器和第二磁平衡式霍爾電流傳感器，所述的第一磁平衡式霍爾電流傳感器的輸入端直接 與電網(wǎng)連接，輸出端與檢測電路連接，所述的第二磁平衡式霍爾電流傳感器的輸入端通過 電阻與電網(wǎng)連接，輸出端與檢測電路連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于ARM及磁平衡式霍爾傳感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器， 其特征在于，所述的檢測電路包括分別與處理電路連接的電流檢測電路和電壓檢測電路， 所述的電流檢測電路輸入端與第一磁平衡式霍爾電流傳感器連接，所述的電壓檢測電路輸 入端與第二磁平衡式霍爾電流傳感器連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM及磁平衡式霍爾傳感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器， 其特征在于，每個磁平衡式霍爾電流傳感器包括原邊線圈、副邊線圈和霍爾元件端，所述的 原邊線圈與電網(wǎng)連接，所述的檢測電路輸入端與霍爾元件端連接，所述的抑制信號輸出電 路的輸出端與副邊線圈連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM及磁平衡式霍爾傳感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器， 其特征在于，所述的處理電路對采集的電信號進(jìn)行處理，包括計(jì)算得到電流、電壓、功率及 功率因數(shù)值，并對采集的信號進(jìn)行FFT變換，計(jì)算出各次諧波含量。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于ARM及磁平衡式霍爾傳感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器接在電網(wǎng)上，所述的轉(zhuǎn)換器包括相互連接的磁平衡式霍爾電流傳感器和ARM芯片，所述的ARM芯片包括依次連接的檢測電路、處理電路和抑制信號輸出電路，所述的磁平衡式霍爾電流傳感器分別與電網(wǎng)、檢測電路和抑制信號輸出電路連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單，低成本，無需添加外設(shè)AD轉(zhuǎn)換裝置，將電流傳感器直接與ARM控制芯片互連；通過磁平衡式霍爾傳感器與ARM控制芯片的低功耗、高性能，有效提高檢測精度，節(jié)約產(chǎn)品成本，對電網(wǎng)質(zhì)量進(jìn)行有效的監(jiān)測，功能更加完善。
【IPC分類】G01R19-00, G01R23-16, G01R21-06
【公開號】CN104678165
【申請?zhí)枴緾N201510057283
【發(fā)明人】殳國華, 周平, 陳敏捷, 李丹, 張士文
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司, 上海交通大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月3日