CN204439697U - 一种交流功率分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种交流功率分析装置，包括有PCB板以及安装于该PCB板上的ARM高速处理器、电源模块、电容、OP07运算放大芯片、稳压管、贴片电阻、PCB板电路、CD4052模拟开关芯片、RS232信号转换芯片、电流互感器、晶振、发光二极管和可调电阻；所述ARM高速处理器、电源模块、电容、OP07运算放大芯片、稳压管、贴片电阻、CD4052模拟开关芯片、RS232信号转换芯片、电流互感器、晶振、发光二极管和可调电阻之间通过PCB板电路电性连接。本实用新型专门针对交流电网的质量监测和分析，通过各个部件的合理分布，使得整体装置体积更小且散热效果好，易携带、稳定性强、精准度高。

Description

一种交流功率分析装置

技术领域

本实用新型涉及功率分析仪领域技术，尤其是指一种交流功率分析装置。

背景技术

    随着现代的人们进入电气化时代，这样的岁月己成为一种奢望。只因为万家的灯火比明月还皎洁，人间处处是不夜城，灯火辉煌的深处却密布着繁杂的电网，而电网像一根无尽的瓜藤，上面结满了累累的果实。这些果实凝聚了数代劳动人们的心血。发电厂到千家万户，电流的传输是一个大的工程，就像一江春水向东流，沿途总有一些水累了蒸发了。故电到千家万户后谁也不敢保证一模一样，怎么样检测此时的电流，这一直是一个难题。

    传统的功率分析仪功能较单一，主要测量电流及电压的有效值及有用功率、无用功率等，一般用于工频及直流电参数测量。因此只能满足正弦波电路的有功功率测量，在波形畸变较小的时候，可以获取与标称测量精度，当波形畸变增大时，测量误差增大，甚至丧失正常的测量功能。 而现阶段功率计应当对非正弦电压、电流及功率包含的详细信息进入定性和定量的分析，有的被测对象还含有谐波，电流电压也不仅只有一个有效值，还应有波形谐波分析，甚至还需要基波的有效值和基波的功率。而且传统的功率分析仪售后维护成本高，测试时效率不高，测试结果也容易出现偏差。

因此，有必要研发一种体积小、易携带、稳定性高、功能强大、测试灵活且效率和精准度高的产品来弥补上述不足。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种体积小、易携带、稳定性、测试灵活且效率和精准度高的交流功率分析装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：一种交流功率分析装置，包括有PCB板以及安装于该PCB板上的ARM高速处理器、电源模块、电容、OP07运算放大芯片、稳压管、贴片电阻、PCB板电路、CD4052模拟开关芯片、RS232信号转换芯片、电流互感器、晶振、发光二极管和可调电阻；所述ARM高速处理器、电源模块、电容、OP07运算放大芯片、稳压管、贴片电阻、CD4052模拟开关芯片、RS232信号转换芯片、电流互感器、晶振、发光二极管和可调电阻之间通过PCB板电路电性连接。该可调电阻、晶振、ARM高速处理器、发光二极管、RS232信号转换芯片、电源模块、稳压管、CD4052模拟开关芯片、电流互感器依次安装于PCB板四周，所述电容器安装于电源模块周围，所述贴片电阻设有复数个，且等距排列贴装于PCB板中；所述OP07运算放大芯片设有6个且等距排列于贴片电阻之间。

作为一种优选方案，所述ARM高速处理器采用32位微处理，高速高精度A/D转换，RSRS232与RS485通讯切换。

作为一种优选方案，所述RS232信号转换芯片为可转换RS485信号并直接传输给工业控制电脑的信号转换芯片。

作为一种优选方案，所述电容为在电路中有整流滤波功能的电容。

作为一种优选方案，所述可调电阻在电路中可改变电压后，分别给ARM高速处理器提供不同的电压采集数据。

作为一种优选方案，所述晶振为用于给RAM高速处理器定时的晶振。

作为一种优选方案，所述发光二极管为用于显示PCB板的电路运行状况或通讯状况的发光二极管。

作为一种优选方案，所述ARM高速处理器用以交流电流、交流电压、功率因数、谐波的采集分析；所述电源模块提供稳定电压；所述OP07运算放大芯片控制交流电压给ARM高速处理器分析电压；所述电流互感器用于交流电流转换成0-5A的小电流，给CD4052模拟开关后再传送ARM高速处理器进行傅里叶运算。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，本实用新型通过各个部件的合理分布，使得整体装置体积更小且散热效果好，易携带、稳定性强、精准度高。该交流功率分析装置专门针对交流电网的质量监测和分析，交流电压经过电阻分压后通过运算放大器再反馈给ARM高速处理器；交流电流经过电流互感器后通过模似开关进入ARM高速处理器傅里叶运算采集数据，芯片运算处理后反馈到电脑显示器。从而对输入电路的电流、电压、功率因数、谐波进行精确且稳定的测试。

附图说明

图1是本实用新型之实施例的立体示意图。

附图标识说明：

1、 ARM高速处理器           2、电源模块

3、电容                      4、OP07运算放大芯片

5、稳压管                    6、贴片电阻

7、PCB板电路                8、CD4052模拟开关芯片

9、 RS232信号转换芯片         10、电流互感器

11、晶振                    12、发光二极管

13、可调电阻                0、PCB板 。

具体实施方式

请参照图1所示，其显示了本实用新型之较佳实施例的具体结构，一种交流功率分析装置，包括有PCB板0以及安装于该PCB板0上的ARM高速处理器1、电源模块2、电容3、OP07运算放大芯片4、稳压管5、贴片电阻6、PCB板电路7、CD4052模拟开关芯片8、RS232信号转换芯片9、电流互感器10、晶振11、发光二极管12和可调电阻13；所述ARM高速处理器1、电源模块2、电容3、OP07运算放大芯片4、稳压管5、贴片电阻6、CD4052模拟开关芯片8、RS232信号转换芯片9、电流互感器10、晶振11、发光二极管12和可调电阻13之间通过PCB板电路7电性连接。

该可调电阻、晶振、ARM高速处理器、发光二极管、RS232信号转换芯片、电源模块、稳压管、CD4052模拟开关芯片、电流互感器依次安装于PCB板四周，所述电容器安装于电源模块周围，所述贴片电阻设有复数个，且等距排列贴装于PCB板中；所述OP07运算放大芯片设有6个且等距排列于贴片电阻之间。通过各个部件在PCB板上的合理分布，使得整个装置体积变小而且还具有良好的散热效果。

该ARM高速处理器采用32位微处理，高速高精度A/D转换，RS232与RS485通讯切换。

该RS232信号转换芯片为可转换RS485信号并直接传输给工业控制电脑的信号转换芯片。

该电容为在电路中有整流滤波功能的电容。

该可调电阻在电路中可改变电压后，分别给ARM高速处理器提供不同的电压采集数据。

该晶振为用于给RAM高速处理器定时的晶振。

该光二极管为用于显示PCB板的电路运行状况或通讯状况的发光二极管。

该ARM高速处理器用以交流电流、交流电压、功率因数、谐波的采集分析；所述电源模块提供稳定电压；所述OP07运算放大芯片控制交流电压给ARM高速处理器分析电压；所述电流互感器用于交流电流转换成0-5A的小电流，给CD4052模拟开关后再传送ARM高速处理器进行傅里叶运算。

本实用新型交流功率分析装置的工作流程如下：

首先接入按键接口电路（15），接入前保证电压为5V时先检测电流≤0.19A，维持PCB电路（8）的供电，此时信号通信灯和发光二极管（13）都会发光。信号通过RS232信号转换芯片（7）可以直接输出到工控机显示器，信号输出之前要经过ARM高速处理器（2）分析其电压、电流、功率及谐波，这样需要对交流电压和交流电流分别采样：交流电压进入可调电阻（12）分压，进入OP07C芯片（5）运算后送至ARM高速处理器（2）；交流电流进入电流互感器换算电流后进入CD4052芯片（6）模似开关后输送至ARM高速处理器（2），一起通过傅里叶运算。该5V电压经过电源模块（3）和电容（4）滤波后经稳压管（11）稳压。再经过贴片电阻（14）给发光二极管（13）和ARM高速处理器（2）供电。该晶振（10）以准确定时ARM高速处理器，维持其运行。整个过程包括电阻降压取样、电流互感器隔离采样、信号放大、自动量程处理、抗混迭滤波电路、ADC模数转换。

本实用新型的重点在于：通过各个部件的合理分布，使得整体装置体积更小且散热效果好，易携带、稳定性强、精准度高。该交流功率分析装置是专门针对交流电网的质量监测和分析，交流电压经过电阻分压后通过运算放大器再反馈给ARM高速处理器；交流电流经过电流互感器后通过模似开关进入ARM高速处理器傅里叶运算采集数据，芯片运算处理后反馈到电脑显示器。本产品以其体积小、易携带、稳定性、功能强大、测试灵活，可广泛应用于舰船电力推进、装甲电力牵引、军用陀螺仪、电机、风机、水泵、风力发电、光伏发电、燃料电池、高铁动车、地铁城轨、电动汽车、变频器、特种变压器、荧光灯镇流器、LED照明等领域的等领域的产品检试验、能效评测及谐波分析。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同变化和修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种交流功率分析装置，其特征在于：包括有PCB板以及安装于该PCB板上的ARM高速处理器、电源模块、电容、OP07运算放大芯片、稳压管、贴片电阻、PCB板电路、CD4052模拟开关芯片、RS232信号转换芯片、电流互感器、晶振、发光二极管和可调电阻；所述ARM高速处理器、电源模块、电容、OP07运算放大芯片、稳压管、贴片电阻、CD4052模拟开关芯片、RS232信号转换芯片、电流互感器、晶振、发光二极管和可调电阻之间通过PCB板电路电性连接，所述可调电阻、晶振、ARM高速处理器、发光二极管、RS232信号转换芯片、电源模块、稳压管、CD4052模拟开关芯片、电流互感器依次安装于PCB板四周，所述电容器安装于电源模块周围，所述贴片电阻设有复数个，且等距排列贴装于PCB板中；所述OP07运算放大芯片设有6个且等距排列于贴片电阻之间。

2.根据权利要求1所述一种交流功率分析装置，其特征在于：所述ARM高速处理器采用32位微处理。

3.根据权利要求1所述一种交流功率分析装置，其特征在于：所述RS232信号转换芯片为可转换RS485信号并直接传输给工业控制电脑的信号转换芯片。

4.根据权利要求1所述一种交流功率分析装置，其特征在于：所述电容为在电路中有整流滤波功能的电容。

5.根据权利要求1所述一种交流功率分析装置，其特征在于：所述可调电阻在电路中可改变电压后，分别给ARM高速处理器提供不同的电压采集数据。

6.根据权利要求1所述一种交流功率分析装置，其特征在于：所述晶振为用于给RAM高速处理器定时的晶振。

7.根据权利要求1所述一种交流功率分析装置，其特征在于：所述发光二极管为用于显示PCB板的电路运行状况或通讯状况的发光二极管。

8.根据权利要求1所述一种交流功率分析装置，其特征在于：所述ARM高速处理器用以交流电流、交流电压、功率因数、谐波的采集分析；所述电源模块提供稳定电压；所述OP07运算放大芯片控制交流电压给ARM高速处理器分析电压；所述电流互感器用于交流电流转换成0-5A的小电流，给CD4052模拟开关后再传送ARM高速处理器进行傅里叶运算。