CN204536401U - 永磁机构控制装置电流电压采集模块 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种永磁机构控制装置电流电压采集模块，所述永磁机构控制装置电流电压采集模块包括模拟电路单元：电流信号采样单元、电压信号采样单元、电流信号处理单元以及电压信号处理单元，其中，所述电流信号采样单元的输入端构成电流输入信号接收端，所述电流信号采样单元的输出端连接所述电流信号处理单元的输入端，所述电流信号处理单元的输出端构成电压信号输出端A；所述电压信号采样单元的输入端连接电压信号输出端A，所述电压信号采样单元的输出端B连接所述电压信号处理单元的输入端C，所述电压信号处理单元的输出端构成电压信号输出端B。这种永磁机构控制装置电流电压采集模块能够有效隔离干扰信号，提高采集精度。

Description

永磁机构控制装置电流电压采集模块
技术领域
本实用新型涉及永磁机构控制装置，具体地，涉及永磁机构控制装置电流电压采集模块。
背景技术
电流电压采集模块决定了永磁机构控制装置的采集精度，电流电压采集的精确与否直接影响配电网的供电质量。传统利用电流电压采样器件直接对电流电压进行采样，存在功耗大，电流采样范围小和抗干扰性能差等问题。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种永磁机构控制装置电流电压采集模块。
根据本实用新型提供的一种永磁机构控制装置电流电压采集模块，包括模拟电路单元：电流信号采样单元、电压信号采样单元、电流信号处理单元以及电压信号处理单元，其中，所述电流信号采样单元的输入端构成电流输入信号接收端，所述电流信号采样单元的输出端连接所述电流信号处理单元的输入端，所述电流信号处理单元的输出端构成电压信号输出端A；所述电压信号采样单元的输入端连接电压信号输出端A，所述电压信号采样单元的输出端B连接所述电压信号处理单元的输入端C，所述电压信号处理单元的输出端构成电压信号输出端B。
优选地，所述电流信号采样单元包括：电流互感器CT1、电阻R5、双向瞬变抑制二极管TVS1，其中，所述电流互感器CT1的第一输入端口和第二输入端口构成所述电流信号采样单元的输入端，所述电流互感器CT1的第一输出端口分别连接参考电压端VREF/2、双向瞬变抑制二极管TVS1的一端、电阻R5的一端，所述电流互感器CT1的第二输出端口分别连接所述双向瞬变抑制二极管TVS1的另一端、电阻R5的另一端，且所述电流互感器CT1的第二输出端口构成所述电流信号采样单元的输出端；电流互感器CT1的第一输入端口和第一输出端口属于电流互感器CT1的一线圈，电流互感器CT1的第二输入端口和第二输出端口属于电流互感器CT1的另一线圈。
优选地，所述电流信号处理单元包括：电流信号处理模块A、电流信号处理模块B，其中：
--电流信号处理模块A，包括：运算放大器U1B、电阻R2、电阻R12、电阻R16、电容C19、电容C20，其中，所述运算放大器U1B的正电源输入端连接至电压端VCC，所述运算放大器U1B的负电源输入端接地；所述运算放大器U1B的同相输入端通过电阻R2连接至参考电压端VREF/2，所述运算放大器U1B的反相输入端分别连接电阻R12的一端、电阻R16的一端，所述电阻R12的另一端通过电容C20接地，且所述电阻R12的另一端构成所述电流信号处理单元的输入端；所述电阻R16的另一端分别连接运算放大器U1B的输出端、电容C19的一端，所述电容C19的另一端接地，且所述电阻R16的另一端构成所述电流信号处理单元的第一输出端A1；电压信号输出端A包括第一输出端A1；
--电流信号处理模块B，包括：运算放大器U1A、电阻R1、电阻R7、电阻R13、电容C15、电容C23，其中，所述运算放大器U1A的正电源输入端连接至电压端VCC，所述运算放大器U1A的负电源输入端接地；所述运算放大器U1A的同相输入端口通过电阻R1连接至参考电压端VREF/2，所述运算放大器U1A的反相输入端口分别连接电阻R7的一端、电阻R13的一端，所述电阻R7的另一端通过电容C15接地，且所述电阻R7的另一端构成所述电流信号处理单元的输入端；所述电阻R13的另一端分别连接运算放大器U1A的输出端、电容C23的一端，所述电容C23的另一端接地，且所述电阻R13的另一端构成所述电流信号处理单元的第二输出端A2；电压信号输出端A包括第二输出端A2。
优选地，所述电压信号采样单元包括：电压互感器PT3、电阻R47、电容C51、双向瞬变抑制二极管TVS6，其中，所述电压互感器PT3的第一输入端口通过电容C51接地，电压互感器PT3的第二输入端口连接电阻R47的一端，所述电阻R47的另一端和所述电压互感器PT3的第一输入端口共同构成所述电压信号采样单元的输入端；所述电压互感器PT3的第一输出端口和第二输出端口之间连接有并联的所述双向瞬变抑制二极管TVS6和电阻R39，且所述电压互感器PT3的第一输出端口连接至参考电压端VREF/2，并构成所述电压信号采样单元的第一输出端B1；所述电压互感器PT3的第二输出端口通过电容C43接地，且构成所述电压信号采样单元的第二输出端B2；电压信号输出端B包括第一输出端B1、第二输出端B2；电压互感器PT3的第一输出端口和第二输出端口属于电压互感器PT3的一线圈；电压互感器PT3的第一输入端口和第二输入端口属于电压互感器PT3的另一线圈。
优选地，所述电压信号处理单元包括：运算放大器U3A、电阻R45、电容C44，其中，所述运算放大器U3A的正电源输入端连接至电压端VCC，所述运算放大器U3A的负电源输入端接地；运算放大器U3A的同相输入端连接电阻R36的一端，所述电阻R36的另一端构成所述电压信号处理单元的第一输入端C1，第一输入端C1与所述电压信号采集单元的第一输出端B1相连；运算放大器U3A的反相输入端连接电阻R42的一端，所述电阻R42的另一端构成所述电压信号处理单元的第二输入端C2，第二输入端C2与所述电压信号采集单元的第二输出端B2相连，且通过电阻R45连接至所述运算放大器U3A的输出端，运算放大器U3A的输出端通过电容C44接地，所述运算放大器U3A的输出端构成所述电压信号处理单元的输出端；输入端C1包括第一输入端C1、第二输入端C2。
优选地，所述电流互感器CT1的型号为ZMCT101。
优选地，所述运算放大器U1A和U1B为MCP609芯片。
优选地，所述电压互感器PT3的型号为ZMPT101C-2MA/2MA。
优选地，所述运算放大器U3A为MCP609芯片。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
1、这种永磁机构控制装置电流电压采集模块是利用低成本的电流电压互感器实现主电路与检测电路的隔离采样，简化了电路结构，降低生产成本。
2、这种永磁机构控制装置电流电压采集模块可靠性高，功耗小。
3、这种永磁机构控制装置电流电压采集模块分为不同量程模块，采集精度高。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型提供的永磁机构控制装置的电流信号采样单元、电流信号处理单元；
图2为本实用新型提供的永磁机构控制装置的电压信号采样单元、电压信号处理单元。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
本实用新型提供的所述永磁机构控制装置电流电压采集模块包括模拟电路单元：电流信号采样单元、电压信号采样单元、电流信号处理单元以及电压信号处理单元，其中，所述电流信号采样单元的输入端构成电流输入信号接收端，所述电流信号采样单元的输出端连接所述电流信号处理单元的输入端，所述电流信号处理单元的输出端构成电压信号输出端A；所述电压信号采样单元的输入端连接电压信号输出端A，所述电压信号采样单元的输出端B连接所述电压信号处理单元的输入端C，所述电压信号处理单元的输出端构成电压信号输出端B。
如图1所示，所述电流信号采样单元包括：电流互感器CT1、电阻R5、双向瞬变抑制二极管TVS1，其中，所述电流互感器CT1的第一输入端口和第二输入端口构成所述电流信号采样单元的输入端，所述电流互感器CT1的第一输出端口分别连接参考电压端VREF/2、双向瞬变抑制二极管TVS1的一端、电阻R5的一端，所述电流互感器CT1的第二输出端口分别连接所述双向瞬变抑制二极管TVS1的另一端、电阻R5的另一端，且所述电流互感器CT1的第二输出端口构成所述电流信号采样单元的输出端。
优选地，所述电流信号处理单元包括：电流信号处理模块A、电流信号处理模块B，其中：
--电流信号处理模块A，包括：运算放大器U1B、电阻R2、电阻R12、电阻R16、电容C19、电容C20，其中，所述运算放大器U1B的正电源输入端连接至电压端VCC，所述运算放大器U1A的负电源输入端接地；所述运算放大器U1B的同相输入端口通过电阻R2连接至参考电压端VREF/2，所述运算放大器U1A的反相输入端口分别连接电阻R12的一端、电阻R16的一端，所述电阻R12的另一端通过电容C20接地，且所述电阻R12的另一端构成所述电流信号处理单元的输入端；所述电阻R16的另一端分别连接运算放大器U1B的输出端、电容C19的一端，所述电容C19的另一端接地，且所述电阻R16的另一端构成所述电流信号处理单元的第一输出端A1；电压信号输出端A包括第一输出端A1；
--电流信号处理模块B，包括：运算放大器U1A、电阻R1、电阻R7、电阻R13、电容C15、电容C23，其中，所述运算放大器U1A的正电源输入端连接至电压端VCC，所述运算放大器U1A的负电源输入端接地；所述运算放大器U1A的同相输入端口通过电阻R1连接至参考电压端VREF/2，所述运算放大器U1A的反相输入端口分别连接电阻R7的一端、电阻R13的一端，所述电阻R7的另一端通过电容C15接地，且所述电阻R7的另一端构成所述电流信号处理单元的输入端；所述电阻R13的另一端分别连接运算放大器U1A的输出端、电容C23的一端，所述电容C23的另一端接地，且所述电阻R13的另一端构成所述电流信号处理单元的第二输出端A2；电压信号输出端A包括第二输出端A2。
如图2所示，所述电压信号采样单元包括：电压互感器PT3、电阻R47、电容C51、双向瞬变抑制二极管TVS6，其中，所述电压互感器PT3的第一输入端口通过电容C51接地，电压互感器PT3的第二输入端口连接电阻R47的一端，所述电阻R47的另一端和所述电压互感器PT3的第一输入端口共同构成所述电压信号采样单元的输入端；所述电压互感器PT3的第一输出端口分别连接并联的所述双向瞬变抑制二极管TVS6和电阻R39的一端，所述电压互感器PT3的第一输出端口和第二输出端口之间连接有并联的所述双向瞬变抑制二极管TVS6和电阻R39，且所述电压互感器PT3的第一输出端口连接至参考电压端VREF/2，并构成所述电压信号采样单元的第一输出端B1；所述电压互感器PT3的第二输出端口通过电容C43接地，且构成所述电压信号采样单元的第二输出端B2；输出端B包括第一输出端B1、第二输出端B2。
具体地，由于R13和R16的不同，导致电流信号处理单元的输出A1和A2的电压值不同，小量程电流信号处理模块得到的值更精确，而大量程电流信号处理模块则可以用来测很大的电流，提高了电流采样的范围。
优选地，所述电压信号处理单元包括：运算放大器U3A、电阻R45、电容C44，其中，所述运算放大器U3A的正电源输入端连接至电压端VCC，所述运算放大器U3A的负电源输入端接地；运算放大器U3A的同相输入端连接电阻R36的一端，所述电阻R36的另一端构成所述电压信号处理单元的第一输入端C1与所述电压信号采集单元的第一输出端B1相连；运算放大器U3A的反相输入端连接电阻R42的一端，所述电阻R42的另一端构成所述电压信号处理单元的第二输入端C2与所述电压信号采集单元的第二输出端B2相连，且通过电阻R45连接至所述运算放大器U3A的输出端，运算放大器U3A的输出端通过电容C44接地，所述运算放大器U3A的输出端构成所述电压信号处理单元的输出端；输入端C1包括第一输入端C1、第二输入端C2。
具体地，Ua1和Ua2为电压输入端，VREF/2为参考电压，其目的是使感应后的电压全为正向电压，方便采集，双向瞬变抑制二极管TVS6起到过压保护的作用。
优选地，所述电流互感器CT1的型号为ZMCT101。
优选地，所述运算放大器U1A和U1B为MCP609芯片。
优选地，所述电压互感器PT3的型号为ZMPT101C-2MA/2MA。
优选地，所述运算放大器U3A为MCP609芯片。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (9)

1.一种永磁机构控制装置电流电压采集模块，其特征在于，包括模拟电路单元：电流信号采样单元、电压信号采样单元、电流信号处理单元以及电压信号处理单元，其中，所述电流信号采样单元的输入端构成电流输入信号接收端，所述电流信号采样单元的输出端连接所述电流信号处理单元的输入端，所述电流信号处理单元的输出端构成电压信号输出端A；所述电压信号采样单元的输入端连接电压信号输出端A，所述电压信号采样单元的输出端B连接所述电压信号处理单元的输入端C，所述电压信号处理单元的输出端构成电压信号输出端B。
2.根据权利要求1所述的永磁机构控制装置电流电压采集模块，其特征在于，所述电流信号采样单元包括：电流互感器CT1、电阻R5、双向瞬变抑制二极管TVS1，其中，所述电流互感器CT1的第一输入端口和第二输入端口构成所述电流信号采样单元的输入端，所述电流互感器CT1的第一输出端口分别连接参考电压端VREF/2、双向瞬变抑制二极管TVS1的一端、电阻R5的一端，所述电流互感器CT1的第二输出端口分别连接所述双向瞬变抑制二极管TVS1的另一端、电阻R5的另一端，且所述电流互感器CT1的第二输出端口构成所述电流信号采样单元的输出端；电流互感器CT1的第一输入端口和第一输出端口属于电流互感器CT1的一线圈，电流互感器CT1的第二输入端口和第二输出端口属于电流互感器CT1的另一线圈。
3.根据权利要求1所述的永磁机构控制装置电流电压采集模块，其特征在于，所述电流信号处理单元包括：电流信号处理模块A、电流信号处理模块B，其中：
--电流信号处理模块A，包括：运算放大器U1B、电阻R2、电阻R12、电阻R16、电容C19、电容C20，其中，所述运算放大器U1B的正电源输入端连接至电压端VCC，所述运算放大器U1B的负电源输入端接地；所述运算放大器U1B的同相输入端通过电阻R2连接至参考电压端VREF/2，所述运算放大器U1B的反相输入端分别连接电阻R12的一端、电阻R16的一端，所述电阻R12的另一端通过电容C20接地，且所述电阻R12的另一端构成所述电流信号处理单元的输入端；所述电阻R16的另一端分别连接运算放大器U1B的输出端、电容C19的一端，所述电容C19的另一端接地，且所述电阻R16的另一端构成所述电流信号处理单元的第一输出端A1；电压信号输出端A包括第一输出端A1；
--电流信号处理模块B，包括：运算放大器U1A、电阻R1、电阻R7、电阻R13、电容C15、电容C23，其中，所述运算放大器U1A的正电源输入端连接至电压端VCC，所述运算放大器U1A的负电源输入端接地；所述运算放大器U1A的同相输入端口通过电阻R1连接至参考电压端VREF/2，所述运算放大器U1A的反相输入端口分别连接电阻R7的一端、电阻R13的一端，所述电阻R7的另一端通过电容C15接地，且所述电阻R7的另一端构成所述电流信号处理单元的输入端；所述电阻R13的另一端分别连接运算放大器U1A的输出端、电容C23的一端，所述电容C23的另一端接地，且所述电阻R13的另一端构成所述电流信号处理单元的第二输出端A2；电压信号输出端A包括第二输出端A2。
4.根据权利要求1所述的永磁机构控制装置电流电压采集模块，其特征在于，所述电压信号采样单元包括：电压互感器PT3、电阻R47、电容C51、双向瞬变抑制二极管TVS6，其中，所述电压互感器PT3的第一输入端口通过电容C51接地，电压互感器PT3的第二输入端口连接电阻R47的一端，所述电阻R47的另一端和所述电压互感器PT3的第一输入端口共同构成所述电压信号采样单元的输入端；所述电压互感器PT3的第一输出端口和第二输出端口之间连接有并联的所述双向瞬变抑制二极管TVS6和电阻R39，且所述电压互感器PT3的第一输出端口连接至参考电压端VREF/2，并构成所述电压信号采样单元的第一输出端B1；所述电压互感器PT3的第二输出端口通过电容C43接地，且构成所述电压信号采样单元的第二输出端B2；电压信号输出端B包括第一输出端B1、第二输出端B2；电压互感器PT3的第一输出端口和第二输出端口属于电压互感器PT3的一线圈；电压互感器PT3的第一输入端口和第二输入端口属于电压互感器PT3的另一线圈。
5.根据权利要求4所述的永磁机构控制装置电流电压采集模块，其特征在于，所述电压信号处理单元包括：运算放大器U3A、电阻R45、电容C44，其中，所述运算放大器U3A的正电源输入端连接至电压端VCC，所述运算放大器U3A的负电源输入端接地；运算放大器U3A的同相输入端连接电阻R36的一端，所述电阻R36的另一端构成所述电压信号处理单元的第一输入端C1，第一输入端C1与所述电压信号采集单元的第一输出端B1相连；运算放大器U3A的反相输入端连接电阻R42的一端，所述电阻R42的另一端构成所述电压信号处理单元的第二输入端C2，第二输入端C2与所述电压信号采集单元的第二输出端B2相连，运算放大器U3A的反相输入端通过电阻R45连接至所述运算放大器U3A的输出端，运算放大器U3A的输出端通过电容C44接地，所述运算放大器U3A的输出端构成所述电压信号处理单元的输出端；输入端C1包括第一输入端C1、第二输入端C2。
6.根据权利要求2所述的永磁机构控制装置电流电压采集模块，其特征在于，所述电流互感器CT1的型号为ZMCT101。
7.根据权利要求3所述的永磁机构控制装置电流电压采集模块，其特征在于，所述运算放大器U1A和U1B为MCP609芯片。
8.根据权利要求4所述的永磁机构控制装置电流电压采集模块，其特征在于，所述电压互感器PT3的型号为ZMPT101C-2MA/2MA。
9.根据权利要求5所述的永磁机构控制装置电流电压采集模块，其特征在于，所述运算放大器U3A为MCP609芯片。
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