CN113567736A - 电压测量电路、故障指示器及电压校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电压测量电路、故障指示器及电压校准方法,电压测量电路包括电容分压测量模块、光电电压传感器测量模块、控制模块、第一供电模块和第二供电模块;其中,电容分压测量模块用于通过电容分压的方式测量待测电压,以获得第一电压测量值;光电电压传感器测量模块用于基于Pockels效应测量待测电压,以获得第二电压测量值;控制模块分别与电容分压测量模块和光电电压传感器测量模块电性连接;第一供电模块分别与控制模块和电容分压测量模块电性连接;第二供电模块分别与第一供电模块和光电电压传感器测量模块电性连接;第二供电模块还与控制模块电性连接。根据本发明的电压测量电路,功耗较小且测得的电压值更为准确。
Description
技术领域
本发明涉及电压测量技术领域,尤其是涉及一种电压测量电路、故障指示器及电压校准方法。
背景技术
故障指示器是当故障发生时,用来判断故障发生点位置的一种设备,设备通过测量电流、电压数据来判断远程输电线是否发生接地、短路等故障。传统的故障指示器在测量电压时,一般是通过分压式电容接地测量电场强度,从而计算出电压值。但是电容的特性会随着气温、适度、酸碱度等环境变化而改变,导致其测量得到的电压值不够精确,测量的数据只可作为定性分析,不可用作定量分析。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出了一种电压测量电路,测得的电压值较为准确。
本发明还提出了一种具有上述电压测量电路的故障指示器。
本发明还提出了一种电压校准方法。
第一方面,根据本发明实施例的电压测量电路,包括:电容分压测量模块,用于通过电容分压的方式测量待测电压,以获得第一电压测量值;光电电压传感器测量模块,用于基于Pockels效应测量所述待测电压,以获得第二电压测量值;控制模块,分别与所述电容分压测量模块和所述光电电压传感器测量模块电性连接,所述控制模块用于计算所述第一电压测量值与所述第二电压测量值的偏差值,并根据所述偏差值校准所述第一电压测量值,以获得实际电压值;第一供电模块,分别与所述控制模块和所述电容分压测量模块电性连接,所述第一供电模块用于连接输入电源,并为所述控制模块和所述电容分压测量模块供电;第二供电模块,分别与所述第一供电模块和所述光电电压传感器测量模块电性连接,所述第一供电模块为所述第二供电模块供电,所述第二供电模块为所述光电电压传感器测量模块供电;所述第二供电模块还与所述控制模块电性连接,所述控制模块能够切换所述第二供电模块的供电状态。
根据本发明实施例的电压测量电路,至少具有如下有益效果:电容分压测量模块通过电容分压的方式测量待测电压,具有电压频率、相位准确和功耗较小等优点;但是,采用电容分压的方式所测得的电压值还不够准确,只能用于定性分析,而不能够用于定量分析;而光电电压传感器测量模块是基于Pockels效应测量电压的,无需像电容分压的方式一样需要直接接触高压电场进行测量,因而克服了电容分压的方式所具有的谐振、暂态特性不好等问题,所测量的电压值较为精确;但是光电电压传感器测量模块的功耗较大;因此,本电路主要通过电容分压测量模块进行测量待测电压,再由控制模块通过定时或者指令的方式控制光电电压传感器测量模块进行辅助测量,利用光电电压传感器测量模块测得的电压值校准电容分压测量模块测得的电压值,从而使得测得的电压更为准确,协调了电容分压测量模块所具有的“定性和相对功耗小”的特点和光电电压传感器测量模块所具有的“定量但功耗大”的特点,整个电路的功耗较小且结果较为精确。
根据本发明的一些实施例,所述第一供电模块包括:整流滤波单元,用于连接输入电源并对所述输入电源进行整流和滤波,所述整流滤波单元的输出端与所述第二供电模块的输入端电性连接;第一稳压单元,输入端与所述整流滤波单元的输出端电性连接,所述第一稳压单元的输出端分别与所述电容分压测量模块的电源端和所述控制模块的电源端电性连接。
根据本发明的一些实施例,所述第二供电模块包括:功率开关单元,输入端与所述整流滤波单元的输出端电性连接,所述功率开关单元的控制端与所述控制模块电性连接;超级电容,正极端与所述功率开关单元的输出端电性连接,所述超级电容的负极端接地;第二稳压单元,输入端与所述超级电容的输出端电性连接,所述第二稳压单元的控制端与所述控制模块电性连接,所述第二稳压单元的输出端与所述光电电压传感器测量模块的电源端电性连接。
根据本发明的一些实施例,所述光电电压传感器测量模块包括:光源驱动单元,用于发出光源;光电电压传感器,输入端与所述光源驱动单元的输出端电性连接;光信号转电信号单元,输入端与所述光电电压传感器的输出端电性连接,所述光信号转电信号单元的输出端与所述控制模块的采样端电性连接。
根据本发明的一些实施例,所述光源驱动单元包括:比较放大器,反向输入端与光电二极管的阳极电性连接,所述光电二极管的阴极连接电源,所述光电二极管的阳极还通过第一电阻接地;所述比较放大器的正向输入端连接参考电平;所述比较放大器的RG引脚连接第二电阻;第一比较器,正向输入端与所述比较放大器的输出端电性连接,所述第一比较器的反向输入端与所述第一比较器的输出端电性连接;发光器,阳极通过第三电阻与所述第一比较器的输出端电性连接,所述发光器的阴极接地,所述发光器发出的光源通过光纤传输至所述光电电压传感器;第二比较器,正向输入端与所述发光器的阴极电性连接,所述第二比较器的反向输入端与所述第二比较器的输出端电性连接,所述第二比较器的输出端与所述比较放大器的REF引脚电性连接。
根据本发明的一些实施例,所述光信号转电信号单元包括:光纤收发器,输入端通过光纤与所述光电电压传感器的输出端电性连接;第三比较器,正向输入端与所述光纤收发器的输出端电性连接,所述第三比较器的反向输出端与所述第三比较器的输出端电性连接,所述第三比较器的输出端与所述控制模块的采样端电性连接。
第二方面,根据本发明实施例的故障指示器,包括根据本发明上述第一方面实施例所述的电压测量电路。
根据本发明实施例的故障指示器,至少具有如下有益效果:通过采用上述电压测量电路,功耗较小且测得的电压值更为准确。
第三方面,根据本发明实施例的电压校准方法,包括以下步骤:通过电容分压的方式测量待测电压,以获得第一电压测量值;基于Pockels效应测量所述待测电压,以获得第二电压测量值;通过相位比对,计算出所述第一电压测量值与所述第二电压测量值的偏差值,并根据所述偏差值校准所述第一电压测量值,以获得实际电压值。
根据本发明实施例的电压校准方法,至少具有如下有益效果:能够利用第二电压测量值来校准第一电压测量值,从而使得测得的电压值更为准确。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本发明实施例的电压测量电路的电路模块框图;
图2为本发明实施例的电容分压测量模块的电路原理图;
图3为本发明实施例的光电电压传感器测量模块的电路原理图;
图4为本发明实施例的控制模块的电路原理图;
图5为本发明实施例的第一供电模块的电路原理图;
图6为本发明实施例的第二供电模块的电路原理图;
图7为本发明实施例的电压校准方法的步骤流程图;
附图标记:
电容分压测量模块100;
光电电压传感器测量模块200、光源驱动单元210、光电电压传感器220、光信号转电信号单元230;
控制模块300;
第一供电模块400、整流滤波单元410、第一稳压单元420;
第二供电模块500、功率开关单元510、第二稳压单元520。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例,本发明之较佳实施例在附图中示出,附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述,使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案,但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
Pockels效应,又称泡克尔斯效应,指的是电光晶体在没有外加电场作用下是各向同性的;而在外加电场作用下,晶体变为各向异性的双轴晶体,从而导致其折射率和通过晶体的光偏振态发生变化,产生双折射。因此,只要测出两束偏振光的相位差,就可以得到被测电压的大小,这就是基于Pockels效应测量电压的原理。
第一方面,请参照图1至图6,根据本发明实施例的电压测量电路,包括电容分压测量模块100、光电电压传感器测量模块200、控制模块300、第一供电模块400和第二供电模块500;其中,电容分压测量模块100用于通过电容分压的方式测量待测电压,以获得第一电压测量值;光电电压传感器测量模块200 用于基于Pockels效应测量待测电压,以获得第二电压测量值;控制模块300分别与电容分压测量模块100和光电电压传感器测量模块200电性连接,控制模块 300用于计算第一电压测量值与第二电压测量值的偏差值,并根据偏差值校准第一电压测量值,以获得实际电压值;第一供电模块400分别与控制模块300和电容分压测量模块100电性连接,第一供电模块400用于连接输入电源,并为控制模块300和电容分压测量模块100供电;第二供电模块500分别与第一供电模块 400和光电电压传感器测量模块200电性连接,第一供电模块400为第二供电模块500供电,第二供电模块500为光电电压传感器测量模块200供电;第二供电模块500还与控制模块300电性连接,控制模块300能够切换第二供电模块500 的供电状态。
通过电容分压的方式测量待测电压,具有电压频率、相位准确和功耗较小等优点,因此本电路主要由电容分压测量模块100通过电容分压的方式来测量待测电压,获得第一电压测量值V1;但是,采用电容分压的方式所测得的电压值还不够准确,只能用于定性分析,而不能够用于定量分析。而光电电压传感器测量模块200是基于Pockels效应测量电压的,无需像电容分压的方式一样需要直接接触高压电场进行测量,因而克服了电容分压的方式所具有的谐振、暂态特性不好等问题,所测量的电压值较为精确;但是,光电电压传感器测量模块200 的功耗相对较大。因此,控制模块300可以通过定时或者指令的方式控制光电电压传感器测量模块200进行辅助测量,获得第二电压测量值V2;其中,定时的方式指的是设定一定的时间,让光电电压传感器测量模块200每隔一定的时间测量一次;而指令的方式指的是由控制模块300发布控制指令,光电电压传感器测量模块200每次收到控制指令便开始检测。在获得第一电压测量值V1和第二电压测量值V2后,通过相位比对,将光电电压传感器测量模块200测量的某相位的电压值与电容分压测量模块100测量的对应的相位的电压值进行比较,计算出偏差值X,再将第一电压测量值V1加上偏差值X,便可以得到实际的电压值。根据本发明实施例的电压测量电路,能够协调电容分压测量模块100所具有的“定性和相对功耗小”的特点和光电电压传感器测量模块200所具有的“定量但功耗大”的特点,主要由电容分压测量模块100进行测量电压,再通过光电电压传感器测量模块200的间歇性测量来校准电压值,以获得较为精确的电压值,功耗较小且结果较为精确。
如图5所示,在本发明的一些实施例中,第一供电模块400包括整流滤波单元410和第一稳压单元420,整流滤波单元410用于连接输入电源并对输入电源进行整流和滤波,整流滤波单元410的输出端与第二供电模块500的输入端电性连接;第一稳压单元420的输入端与整流滤波单元410的输出端电性连接,第一稳压单元420的输出端分别与电容分压测量模块100的电源端和控制模块300 的电源端电性连接。
具体地,如图5所示,在本发明的一些实施例中,整流滤波单元410通过取电线圈感应电压后连接输入电源,电压经过DC-DC降压芯片Q1(具体型号可以是IRF8313PBF或者其它型号)的处理后,再通过二极管D1、D2、D4和D6进行整流,随后再经过电阻R4、二极管D3、二极管D5、稳压管TVS2、电容EC1 和电容C9所组成的滤波回路进行滤波。输入电源经过整流滤波单元410的处理后,一路输入到第二供电模块500,为第二供电模块500供电;另一路输入到第一稳压单元420中。第一稳压单元420包括稳压芯片U2,U2的具体型号可以是 HT7533-1或是其它的型号,电压经过稳压芯片U2的处理后,再经过电容EC2、电容EC3、电容C8和稳压管TVS1的滤波后,输出3.3V的电压为电容分压测量模块100和控制模块300供电。
具体地,如图4所示,在本发明的一些实施例中,控制模块300采用的是 MCU,该MCU的具体型号是MSP430FR6972。可以理解的是,控制模块300也可以采用其它的处理器。第一稳压单元420输出3.3V的电压后,连接到U3的 DVCC2引脚,为控制模块300供电。
具体地,如图2所示,在本发明的一些实施例中,电容分压测量模块100 包括第一运算放大器U6A和第二运算放大器U6B,第一运算放大器U6A和第二运算放大器U6B的具体型号可以是MCP6002T-I/SN或者是其它型号,第一运算放大器U6A和第二运算放大器U6B的电源端连接至3.3V电压。电容分压测量模块100还包括电容C16、电容C19、电阻R20、电阻R16、电阻R17、电阻R21、电容C20和电容C17;其中,电容C16和电容C19相互串联后接地,待测电压从电容C16的一端输入后,经过电容C16和电容C19的分压后,得到较小的电压;电容C16和电容C19的连接点与电阻R16的第一端连接,电阻R20和电容C20 相互并联后接在电阻R16的第一端与地之间;电阻R21和电容C17相互并联后接在电阻R16的第二端与地之间,电阻R20、电阻R16、电阻R21、电容C20和电容C17组成滤波回路对分压后的电压进行滤波,滤波后的电压再经过电阻R17 的分压后,输入到第一运算放大器U6A的反向输入端;第一运算放大器U6A的正向输入端连接偏置电压,偏置电压是由3.3V电压通过电压基准芯片U1(具体型号为LM285DR-1-2)转化成1.2V电压后,再经过电阻R23和电阻R22的分压后所得到的。同时,第一运算放大器U6A的负反馈回路里加入了由电容C14和电阻R15并联组成的回路,第一运算放大器U6A、电容C14和电阻R15构成了有源低通滤波电路,用来滤除高频干扰信号、提高信号的抗干扰性和信噪比,同时起到电压抬升的作用。同理,第二运算放大器U6B的正向输入端连接偏置电压,第二运算放大器U6B的反向输入端通过电阻R18与第一运算放大器U6A的输出端连接,第二运算放大器U6B的负反馈回路中设置了电阻R14,第二运算放大器U6B的输出信号经过电阻R19和电容C21的滤波后,连接至U3的AD采样端口P1.1/TA0.2/TA1CLK/COUT/A1/C1/VREF+/VeREF+,U3采样处理后获得第一电压测量值。
如图6所示,在本发明的一些实施例中,第二供电模块500包括功率开关单元510、超级电容E1和第二稳压单元520;功率开关单元510的输入端与整流滤波单元410的输出端电性连接,功率开关单元510的控制端与控制模块300 电性连接;超级电容E1的正极端与功率开关单元510的输出端电性连接,超级电容E1的负极端接地;第二稳压单元520的输入端与超级电容E1的输出端电性连接,第二稳压单元520的控制端与控制模块300电性连接,第二稳压单元520 的输出端与光电电压传感器测量模块200的电源端电性连接。
具体地,如图6所示,在本发明的一些实施例中,功率开关单元510包括功率开关芯片U4,U4的具体型号可以是TPS27081ADDCR或者是其它型号,功率开关芯片U4的控制引脚ON/OFF通过电阻R12连接到U3的 P6.6/TB0.2/COM3/S28引脚,由控制模块300来控制功率开关芯片U4的工作状态;整流滤波单元410输出的电压VCC1依次经过二极管D7和二极管D8后,连接到功率开关芯片U4的电源引脚VIN,电压经过功率开关芯片U4后为超级电容 E1充电。第二稳压单元520包括稳压芯片U5,稳压芯片U5的具体型号可以是 TPS78233DDCR或者其它型号。稳压芯片U5的输入引脚IN与超级电容E1的正极端电性连接,稳压芯片U5的使能引脚EN与U3的P6.3/COM0引脚电性连接,稳压芯片U5的输出信号经过电阻R7和电容C12的滤波后,输出电压VCC_OUT 为光电电压传感器测量模块200供电。在光电电压传感器测量模块200不需要测量电压时,控制模块300控制功率开关芯片U4为超级电容E1充电,而稳压芯片U5则不启动,不为光电电压传感器测量模块200供电;当需要光电电压传感器测量模块200测量电压时,由控制模块300控制功率开关芯片U4断开充电,控制模块300启动稳压芯片U5,使得超级电容R1通过稳压芯片U5为光电电压传感器测量模块200。通过这样的设置,可以避免因为光电电压传感器测量模块 200耗电过大而影响系统正常供电,从而保证整个系统满足低功耗的设计要求。
具体地,如图3所示,在本发明的一些实施例中,光电电压传感器测量模块200包括光源驱动单元210、光电电压传感器220和光信号转电信号单元230;其中,光源驱动单元210用于发出光源;光电电压传感器220的输入端与光源驱动单元210的输出端电性连接,光电电压传感器220用于检测待测电压;光信号转电信号单元230的输入端与光电电压传感器220的输出端电性连接,光信号转电信号单元230的输出端与控制模块300的采样端电性连接。
具体地,光源驱动单元210包括比较放大器U7、第一比较器U8、发光器 LD1和第二比较器U10;其中,比较放大器U7的具体型号可以是INA118,比较放大器U7的反向输入端VIN-与光电二极管PIN1的阳极电性连接,光电二极管 PIN1的阴极连接电源VCC_OUT,光电二极管PIN1的阳极还通过第一电阻R27接地;比较放大器U7的正向输入端VIN+连接参考电平,这里的参考电平是由 VCC_OUT经过电阻R30和电阻R31分压后所获得的,比较放大器U7的两个RG 引脚之间串接第二电阻R26;第一比较器U8的正向输入端与比较放大器U7的输出端VO电性连接,第一比较器U8的反向输入端与第一比较器U8的输出端电性连接;发光器LD1的阳极通过第三电阻R28与第一比较器U8的输出端电性连接,发光器LD1的阴极接地,发光器LD1发出的光源通过光纤传输至光电电压传感器 220;第二比较器U10的正向输入端与发光器LD1的阳极电性连接,第二比较器 U10的反向输入端与第二比较器U10的输出端电性连接,第二比较器U10的输出端与比较放大器U7的REF引脚电性连接。其中,发光器LD1的阴极还与二极管D9的阳极电性连接,二极管D9的阴极与第二比较器U10的正向输入端电性连接,二极管D9用于防止反向过冲冲击发光器LD1,对发光器LD1起到保护作用。
发光器LD1用于发出LD光源,光电二极管PIN1用于检测发光器LD1背向输出的光功率,并转换为光电流,再通过第一电阻R27变为电压信号加在比较放大器U7的正向输入端;比较放大器U7用于对正向输入端和反向输入端的电压差值进行放大;第二电阻R26用于调节增益G。第一比较器U8的型号可以是 OPA547,第二比较器U10的型号可以是OPA379,以第一比较器U8和第二比较器U10为核心构成恒流源,实现对发光器LD1的恒流驱动;由第二比较器U10 所构成的电压跟随器将发光器LD1上的电压传输至比较放大器U7的REF引脚。正常状态下,发光器LD1工作在设定的工作点,流过发光器LD1的驱动电流与发光器LD1的输出光功率保持稳定的平衡状态。当发光器LD1因某种原因导致输出功率增大时,耦合至光电二极管PIN1的光电流也同比例增大,从而使第一电阻 R27上的电位升高,进而使得比较放大器U7的输出电压降低,因而第三电阻R28 上的电流降低,则流过发光器LD1的电流也相应降低。从而达到降低发光器LD1 功率的目的;当发光器LD1的光功率降低时,光电二极管PIN1的光电流相应降低,比较放大器U7的输出电压升高,进而增大发光器LD1的驱动电流,达到增大发光器LD1功率的目的。
光电电压传感器220的敏感组件由光纤准直器、起偏器、1/4波片、电光晶体、检偏器等组成,其主要是基于电光晶体的Pockels效应来测量待测电压。可以理解的是,光电电压传感器220的具体结构组成为本领域技术人员所应知的公知常识,在此不做赘述。
如图3所示,光信号转电信号单元230包括光纤收发器FC1和第三比较器 U9,光纤收发器FC1的具体型号可以是HFBR-2416,光纤收发器FC1的输入端通过光纤与光电电压传感器220的输出端电性连接;第三比较器U9的正向输入端与光纤收发器FC1的输出端电性连接,第三比较器U9的反向输出端与第三比较器U9的输出端电性连接,第三比较器U9的输出信号经过电阻R33和电容C30 滤波后,输入到U3的AD采样端口P1.2/TA1.1/TA0CLK/COUT/A2/C2,U3采样处理后获得第二电压测量值。光信号转电信号单元230用于将光电电压传感器220 输出的光信号转换为电信号,再经过放大和滤波处理后传输至控制模块300进行采样和处理。
第二方面,根据本发明实施例的故障指示器,通过采用上述的电压测量电路,能够协调电容分压测量模块100所具有的“定性和相对功耗小”的特点和光电电压传感器测量模块200所具有的“定量但功耗大”的特点,主要由电容分压测量模块100进行测量电压,再通过光电电压传感器测量模块200的间歇性测量来校准电压值,以获得较为精确的电压值,功耗较小且结果较为精确。
第三方面,如图7所示,根据本发明实施例的电压校准方法,包括以下步骤:
S100:通过电容分压的方式测量待测电压,以获得第一电压测量值。
具体地,由上述的电容分压测量模块100通过电容分压的方式来测量待测电压,以获得第一电压测量值V1。
S200:基于Pockels效应测量待测电压,以获得第二电压测量值。
具体地,可以由控制模块300通过定时/指令的方式来控制光电电压传感器测量模块200测量待测电压,以获得第二电压测量值V2。
S300:通过相位比对,计算出第一电压测量值与第二电压测量值的偏差值,并根据偏差值校准第一电压测量值,以获得实际电压值。
具体地,控制模块300将光电电压传感器测量模块200测量的某相位的电压值与电容分压测量模块100测量的对应的相位的电压值进行比较,计算出偏差值X,再将第一电压测量值V1加上偏差值X,便可以得到实际的电压值。
根据本发明实施例的电压校准方法,至少具有以下有益效果:
①电容分压测量模块100通过电容分压的方式测量待测电压,具有电压频率、相位准确和功耗较小等优点,因此本方法主要由电容分压测量模块100通过电容分压的方式来测量待测电压;
②由于电容分压的方式所测得的电压值还不够准确,只能用于定性分析,而不能够用于定量分析;因此,采用光电电压传感器测量模块200进行辅助测量,由于光电电压传感器测量模块200是基于Pockels效应测量电压的,无需像电容分压的方式一样需要直接接触高压电场进行测量,因而克服了电容分压的方式所具有的谐振、暂态特性不好等问题,所测量的电压值较为精确;
③电容分压测量模块100具有功耗小的优点,而光电电压传感器测量模块 200功耗较大,因此由控制模块300通过定时/指令的方式控制光电电压传感器测量模块200进行间歇性测量,再利用光电电压传感器测量模块200测得的电压值来校正电容分压测量模块100测量的电压值,使得最终获得的电压值更为准确,整个电路的功耗也较小。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“进一步实施例”、“一些具体实施例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种电压测量电路,其特征在于,包括:
电容分压测量模块,用于通过电容分压的方式测量待测电压,以获得第一电压测量值;
光电电压传感器测量模块,用于基于Pockels效应测量所述待测电压,以获得第二电压测量值;
控制模块,分别与所述电容分压测量模块和所述光电电压传感器测量模块电性连接,所述控制模块用于计算所述第一电压测量值与所述第二电压测量值的偏差值,并根据所述偏差值校准所述第一电压测量值,以获得实际电压值;
第一供电模块,分别与所述控制模块和所述电容分压测量模块电性连接,所述第一供电模块用于连接输入电源,并为所述控制模块和所述电容分压测量模块供电;
第二供电模块,分别与所述第一供电模块和所述光电电压传感器测量模块电性连接,所述第一供电模块为所述第二供电模块供电,所述第二供电模块为所述光电电压传感器测量模块供电;所述第二供电模块还与所述控制模块电性连接,所述控制模块能够切换所述第二供电模块的供电状态。
2.根据权利要求1所述的电压测量电路,其特征在于,所述第一供电模块包括:
整流滤波单元,用于连接所述输入电源并对所述输入电源进行整流和滤波,所述整流滤波单元的输出端与所述第二供电模块的输入端电性连接;
第一稳压单元,输入端与所述整流滤波单元的输出端电性连接,所述第一稳压单元的输出端分别与所述电容分压测量模块的电源端和所述控制模块的电源端电性连接。
3.根据权利要求2所述的电压测量电路,其特征在于,所述第二供电模块包括:
功率开关单元,输入端与所述整流滤波单元的输出端电性连接,所述功率开关单元的控制端与所述控制模块电性连接;
超级电容,正极端与所述功率开关单元的输出端电性连接,所述超级电容的负极端接地;
第二稳压单元,输入端与所述超级电容的输出端电性连接,所述第二稳压单元的控制端与所述控制模块电性连接,所述第二稳压单元的输出端与所述光电电压传感器测量模块的电源端电性连接。
4.根据权利要求1所述的电压测量电路,其特征在于,所述光电电压传感器测量模块包括:
光源驱动单元,用于发出光源;
光电电压传感器,输入端与所述光源驱动单元的输出端电性连接;
光信号转电信号单元,输入端与所述光电电压传感器的输出端电性连接,所述光信号转电信号单元的输出端与所述控制模块的采样端电性连接。
5.根据权利要求4所述的电压测量电路,其特征在于,所述光源驱动单元包括:
比较放大器,反向输入端与光电二极管的阳极电性连接,所述光电二极管的阴极连接电源,所述光电二极管的阳极还通过第一电阻接地;所述比较放大器的正向输入端连接参考电平;所述比较放大器的RG引脚连接第二电阻;
第一比较器,正向输入端与所述比较放大器的输出端电性连接,所述第一比较器的反向输入端与所述第一比较器的输出端电性连接;
发光器,阳极通过第三电阻与所述第一比较器的输出端电性连接,所述发光器的阴极接地,所述发光器发出的光源通过光纤传输至所述光电电压传感器;
第二比较器,正向输入端与所述发光器的阳极电性连接,所述第二比较器的反向输入端与所述第二比较器的输出端电性连接,所述第二比较器的输出端与所述比较放大器的REF引脚电性连接。
6.根据权利要求4或5所述的电压测量电路,其特征在于,所述光信号转电信号单元包括:
光纤收发器,输入端通过光纤与所述光电电压传感器的输出端电性连接;
第三比较器,正向输入端与所述光纤收发器的输出端电性连接,所述第三比较器的反向输出端与所述第三比较器的输出端电性连接,所述第三比较器的输出端与所述控制模块的采样端电性连接。
7.一种故障指示器,其特征在于,包括如权利要求1-6任一项所述的电压测量电路。
8.一种电压校准方法,其特征在于,包括以下步骤:
通过电容分压的方式测量待测电压,以获得第一电压测量值;
基于Pockels效应测量所述待测电压,以获得第二电压测量值;
通过相位比对,计算出所述第一电压测量值与所述第二电压测量值的偏差值,并根据所述偏差值校准所述第一电压测量值,以获得实际电压值。
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