CN204882702U - 一种交流电源采样电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电力参数采样电路领域，特别涉及一种交流电源采样电路。本实用新型公开了一种交流电源采样电路，包括限流采集模块、可控精密稳压模块和放大整流模块，所述限流采集模块包括限流电阻和电流互感器，所述放大整流模块包括运算放大器和二极管，所述可控精密稳压模块包括可控精密稳压源和分压模块，限流采集模块采集交流电源电流，通过放大整流模块放大为DC信号，输入到信号采集端，可控精密稳压模块为放大整流模块提供偏置电压。本实用新型无需交流变压器，结构简单，成本低，精度高，抗干扰能力强。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力参数采样电路领域，具体地涉及一种交流电源采样电路。
背景技术
电能是现在人类社会不可或缺的一种能源，广泛应用于人类生产和生活的各个领域，因此，对电源供电状态进行监测，以保证用电稳定性和安全性则显得非常必要，对电源供电状态的监测一般都是通过智能芯片，如单片机、微处理器等来进行智能监测，而这些智能芯片只能接收低压直流电信号，因此，必须将交流信号转换成低压直流信号才能进行采集。目前交流电压采样通常采用交流变压器隔离采样的技术，成本较高，且对于中高等级的交流电压，交流变压器体积一般较大，不利于产品的便携式及最小化设计，此外，现有的大多数交流电压采集电路结构过于复杂，不利于生产，且精度低，抗干扰能力差。
发明内容
本实用新型目的在于为解决上述问题而提供一种无需交流变压器，结构简单，精度高，抗干扰能力强且成本低的交流电源采样电路。
为此，本实用新型公开了一种交流电源采样电路，包括限流采集模块、可控精密稳压模块和放大整流模块，所述限流采集模块包括限流电阻和电流互感器，所述电流互感器的一次侧端子与限流电阻串联后再与电源串联组成限流采集回路，所述放大整流模块包括运算放大器和二极管，所述电流互感器的二次侧端子分别接运算放大器的同相输入端和反相输入端，所述运算放大器的输出端串联二极管后接信号采集端，所述运算放大器的反向输入端和输出端连接有第一电阻，所述可控精密稳压模块包括可控精密稳压源和分压模块，所述可控精密稳压源输出端通过分压模块与运算放大器同相输入端连接。
进一步的，所述限流电阻的大小为150KΩ。
进一步的，所述电流互感器型号为TRANS1，额定输出电流为2mA。
进一步的，所述第一电阻并联有第一电容。
进一步的，所述二极管与信号采集端之间接有滤波电路，所述滤波电路由第二电容、第三电容、第四电容和第二电阻并联组成。
进一步的，所述分压模块包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻与第四电阻串联后接在可控精密稳压源的输出端与地之间，第三电阻与第四电阻之间的节点串联第五电阻接运算放大器的同相输入端。
进一步的，所述可控精密稳压源的型号为TL431，输出2.5V电压。
进一步的，所述可控精密稳压源的阴极端串联第六电阻接调节端，同时串联第七电阻接电源VCC，所述可控精密稳压源的参考端串联第八电阻接地，同时与阴极端连接，所述可控精密稳压源的阳极端接地，所述可控精密稳压源的阴极端还串联第五电容接地。
本实用新型的有益技术效果：
本实用新型通过电流互感器、运算放大器、二极管和可控精密稳压源实现对交流电源进行采样，无需使用交流变压器，成本低，利于产品的便携式和最小化设计，且结构简单，精度高，抗干扰能力强。
附图说明
图1为本实用新型实施例的电路原理图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1所示，一种交流电源采样电路，包括限流采集模块、可控精密稳压模块和放大整流模块，所述限流采集模块包括限流电阻（本实施例中限流电阻的阻值为150KΩ，由阻值为37.4KΩ的电阻R121、R101、R102、R103和阻值为330Ω的电阻R104串联组成）和电流互感器T101（本实施例中，型号为TRANS1，额定输出电流2mA），所述放大整流模块包括运算放大器U105A（本实施例中，型号为LM324）和二极管D104，所述可控精密稳压模块包括可控精密稳压源Q101（本实施例中，型号为TL431）和分压模块（本实施例中，分压模块由阻值为10KΩ的第三电阻R114和第四电阻R115串联组成）。
电流互感器T101的一次侧端子串联限流电阻后再与交流电源J102（本实施例中，交流电源电压为100～300V）串联构成限流采集回路，电流互感器T101的二次侧端子分别接运算放大器U105A的同相输入端和反相输出端，运算放大器U105A的输出端串联二极管D104和电阻R107接信号采集端，运算放大器U105A的反相输入端与输出端之间接有并联的第一电阻R105和第一电容C104，二极管D104和电阻R107之间节点接有由第二电容CE101、第三电容C102和第二电阻R106并联组成的滤波电路，电阻R107与信号采集端之间节点接有第四电容C103组成的滤波电路。
可控精密稳压源Q101的阳极接地，可控精密稳压源Q101的参考极串联第八电阻R109接地，同时与其阴极连接，可控精密稳压源Q101的阴极分别串联第七电阻R108接电源VCC、串联第六电阻R100接调节端ADJ以及串联第三电阻R114和第四电阻R115接地，第三电阻R114和第四电阻R115之间的节点串联第五电阻R110接运算放大器U105A的同相输入端，电阻R100的两端分别串联第五电容C105和电容C106接地。
本具体实施例中，电阻R100、R105、R106、R107、R108、R109和R110的大小分别为1KΩ、50Ω、100KΩ、1KΩ、2KΩ、10KΩ和10KΩ，电容CE101、C102、C103、C104、C105和C106的大小分别为220uF/16V、100nF/50V、100nF/50V、470pF、100nF/50V和100nF/50V。
本实用新型的工作原理：
通过限流电阻将100～300V的交流电源电流限制在0.67～2mA之间，通过电流互感器T101采集后，传输给运算放大器U105A，经运算放大器U105A和二极管D104放大整流后，输出小于5V的直流信号到信号采集端进行A/D采样，可控精密稳压源Q101输出2.5V电压，再通过电阻R114和R15分压输出1.25V到运算放大器U105A的同相输入端，提供一个1.25V的偏置电压。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种交流电源采样电路，包括限流采集模块、可控精密稳压模块和放大整流模块，其特征在于：所述限流采集模块包括限流电阻和电流互感器，所述电流互感器的一次侧端子与限流电阻串联后再与电源串联组成限流采集回路，所述放大整流模块包括运算放大器和二极管，所述电流互感器的二次侧端子分别接运算放大器的同相输入端和反相输入端，所述运算放大器的输出端串联二极管后接信号采集端，所述运算放大器的反向输入端和输出端连接有第一电阻，所述可控精密稳压模块包括可控精密稳压源和分压模块，所述可控精密稳压源输出端通过分压模块与运算放大器同相输入端连接。
2.根据权利要求1所述的交流电源采样电路，其特征在于：所述限流电阻的大小为150KΩ。
3.根据权利要求1所述的交流电源采样电路，其特征在于：所述电流互感器型号为TRANS1，额定输出电流为2mA。
4.根据权利要求1所述的交流电源采样电路，其特征在于：所述第一电阻并联有第一电容。
5.根据权利要求1所述的交流电源采样电路，其特征在于：所述二极管与信号采集端之间接有滤波电路，所述滤波电路由第二电容、第三电容、第四电容和第二电阻并联组成。
6.根据权利要求1所述的交流电源采样电路，其特征在于：所述分压模块包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻与第四电阻串联后接在可控精密稳压源的输出端与地之间，第三电阻与第四电阻之间的节点串联第五电阻接运算放大器的同相输入端。
7.根据权利要求1所述的交流电源采样电路，其特征在于：所述可控精密稳压源的型号为TL431，输出2.5V电压。
8.根据权利要求7所述的交流电源采样电路，其特征在于：所述可控精密稳压源的阴极端串联第六电阻接调节端，同时串联第七电阻接电源VCC，所述可控精密稳压源的参考端串联第八电阻接地，同时与阴极端连接，所述可控精密稳压源的阳极端接地，所述可控精密稳压源的阴极端还串联第五电容接地。
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