CN203720259U - 一种尖峰电流的检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种尖峰电流的检测装置，其包括：用于将尖峰电流转换为尖峰电压信号的电流互感器；分别连接在电流互感器输出端的比较电路和采样电路；用于实时检测送进来尖峰电压信号的采样值，确定并输出各尖峰电流周期内尖峰电流峰值的控制器，该控制器分别与比较电路的输出端和采样电路的输出端相连；连接在控制器与采样电路之间用于给采样电路提供参考电压至信号的调压电路。本实用新型可以精确检测电流峰值，并在满足检测要求的条件下将成本大幅降低，具有电路结构简单、实现成本低、工作可靠及检测精确的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种检测装置，尤其是涉及一种尖峰电流的检测装置。
背景技术
尖峰电流（Peak Current）是指单台或多台用电设备持续1-2s的短时最大负荷电流，尖峰电流一般出现在电动机起动过程中。尖峰电流主要用来计算电压波动、选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。尖峰电流具有持续时间短（仅有几微秒）和冲击幅值大（可达几十安）的特点。
传统的峰值检测装置是通过采用A/D采样芯片对输入信号对尖峰电流进行高速采样，并通过滤波、对比和峰值提取等数字运算分析出其峰值。这对于电力电子系统中仅有微秒级的瞬变信号来说，要完成其峰值检测将会相当困难。另外，如采用高速A/D采样系统也将会极大地增加系统复杂性和成本。
实用新型内容
为克服现有技术的缺陷，本实用新型提出一种结构简单、实现成本较低且检测精确的尖峰电流的检测装置。
本实用新型采用如下技术方案实现：一种尖峰电流的检测装置，其包括：用于将尖峰电流转换为尖峰电压信号的电流互感器；分别连接在电流互感器输出端的比较电路和采样电路；用于实时检测送进来尖峰电压信号的采样值，确定并输出各尖峰电流周期内尖峰电流峰值的控制器，该控制器分别与比较电路的输出端和采样电路的输出端相连；连接在控制器与采样电路之间用于给采样电路提供参考电压至信号的调压电路。
其中，比较电路包括正输入端连接尖峰电流信号的电压比较器U1，该电压比较器U1的负输入端连接基准电压支路，而电压比较器U1的输出端并联连接稳压二极管D1及滤波电容C3。
其中，基准电压支路为连接在外接+15V电源与地之间的可调电阻R1，以及并接在可调电阻R1的抽头与地之间的滤波电容C1和滤波电容C2，且可调电阻R1的抽头连接电压比较器U1的负输入端。
其中，采样电路包括16个并行连接的电压比较器，这16个并联的电压比较器的正输入端均连接电流互感器输出端、负输入端分别通过一个电阻与调压电路的输出端相连。
其中，调压电路包括电源Ui、连接电源Ui的Buck转换器、连接在Buck转换器的输出端与控制器之间的A/D转换电路以及连接在控制器的PWM信号输出端与Buck转换器的驱动端之间的驱动电路。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型可以精确检测电流峰值，并在满足检测要求的条件下将成本大幅降低，具有电路结构简单、实现成本低、工作可靠及检测精确的优点。
附图说明
图1是本实用新型的电路框图。
图2是图1中比较电路的电路示意图。
图3是图1中采样电路的电路示意图。
图4是图1中调压电路的部分电路示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提出一种结构简单、实现成本较低且检测精确的尖峰电流的检测装置，包括：用于将尖峰电流转换为尖峰电压信号的电流互感器；分别连接在电流互感器输出端的比较电路和采样电路；分别与比较电路的输出端和采样电路的输出端相连的控制器；连接在控制器与采样电路之间的调压电路，由调压电路输出参考电压至采样电路。
尖峰电流经电流互感器转换为尖峰电压信号，一方面送入比较电路得到方波信号，作为尖峰电流的周期信号，送到控制器；另一方面送入到由多个并联的电压比较器组成的采样电路中对尖峰电压信号进行采样处理，而调压电路给采样电路提供参考电压REF，参考电压REF可根据采样范围进行自动调节，以此改善采样精度。另外，由控制器实时检测送进来尖峰电压信号的采样值，分别选取出尖峰电流周期内的最大值作为各尖峰电流周期的尖峰电流峰值，将检测得到的尖峰电流峰值输出。
结合图2所示，比较电路包括：正输入端连接尖峰电流信号的电压比较器U1（比如，采用LM311芯片实现），该电压比较器U1的负输入端连接基准电压支路，电压比较器U1的输出端并联连接稳压二极管D1及滤波电容C3。其中，基准电压支路包括连接在外接+15V电源与地之间的可调电阻R1（可调R1也可以采用2个串接的分压电阻来替代），该可调电阻R1的抽空连接2个滤波电容C1和C2且连接电压比较器U1的负输入端。
结合图3所示，采样电路包括16个并行连接的电压比较器（也采用LM311芯片）U01、U02、…、U09及U10、U11、…、U14和U15，这16个并联的电压比较器的正输入端均连接电流互感器输出端，接收电流互感器输出端输出的尖峰电压信号，而这16个并联的电压比较器U01、U02、…、U09及U10、U11、…、U14和U15的负输入端分别通过电阻R01、R02、…、R09及R10、R11、…、R14和R15与调压电路输出端输出的参考电压REF相连，这16个并联的电压比较器U01、U02、…、U09及U10、U11、…、U14和U15的输出端输出为16位二进制数码D15～D01并送入控制器。
调压电路用于为采样电路提供参考电压REF。调压电路如图4所示，包括电源Ui、连接电源Ui的Buck转换器、连接在Buck转换器的输出端与控制器之间的A/D转换电路以及连接在控制器的PWM信号输出端与Buck转换器的驱动端之间的驱动电路。Buck转换器的输出电压反馈经过A/D转换电路后得到当前输出电压的数字量，由控制器将当前输出电压的数字量与期望电压通过比较得到输出误差信号，误差信号经由数字控制器计算出调整后PWM信号的占空比大小，产生对应的PWM控制信号送入驱动电路，驱动电路随之驱动Buck转换器中开关管工作。因此，输出电压在相应控制作用下向期望电压变化，经过一个或几个周期的调整后，使Buck转换器的输出电压可以稳定在期望电压值（即提供给采样电路的参考电压）上。另外，Buck转换器的输出端连接采样电路，Buck转换器的输出电压作为采样电路的参考电压。
综上，本实用新型可以精确检测电流峰值，并在满足检测要求的条件下将成本大幅降低，具有电路结构简单、实现成本低、工作可靠及检测精确的优点。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种尖峰电流的检测装置，其特征在于，包括：用于将尖峰电流转换为尖峰电压信号的电流互感器；分别连接在电流互感器输出端的比较电路和采样电路；用于实时检测送进来尖峰电压信号的采样值，确定并输出各尖峰电流周期内尖峰电流峰值的控制器，该控制器分别与比较电路的输出端和采样电路的输出端相连；连接在控制器与采样电路之间用于给采样电路提供参考电压至信号的调压电路。
2.根据权利要求1所述一种尖峰电流的检测装置，其特征在于，比较电路包括正输入端连接尖峰电流信号的电压比较器U1，该电压比较器U1的负输入端连接基准电压支路，而电压比较器U1的输出端并联连接稳压二极管D1及滤波电容C3。
3.根据权利要求2所述一种尖峰电流的检测装置，其特征在于，基准电压支路为连接在外接+15V电源与地之间的可调电阻R1，以及并接在可调电阻R1的抽头与地之间的滤波电容C1和滤波电容C2，且可调电阻R1的抽头连接电压比较器U1的负输入端。
4.根据权利要求1所述一种尖峰电流的检测装置，其特征在于，采样电路包括16个并行连接的电压比较器，这16个并联的电压比较器的正输入端均连接电流互感器输出端、负输入端分别通过一个电阻与调压电路的输出端相连。
5.根据权利要求1所述一种尖峰电流的检测装置，其特征在于，调压电路包括电源Ui、连接电源Ui的Buck转换器、连接在Buck转换器的输出端与控制器之间的A/D转换电路以及连接在控制器的PWM信号输出端与Buck转换器的驱动端之间的驱动电路。
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| CN107966604A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-04-27 | 广电计量检测（西安）有限公司 | 尖峰电压触发捕捉电路及系统 |
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