CN206369769U - 一种面向小型化自动核相装置的采集电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种面向小型化自动核相装置的采集电路，其技术特点在于：包括微型变压器、采样电路、低通滤波电路、信号放大电路、信号偏置电路、单极性AD采集模块和电源模块。本实用新型利用微型PT采集交流电压，解决了传统交流采集采样电路偏大的问题，使自动核相装置小型化，更适于现场安装，对自动核相装置的应用于推广起到了很大的作用。
Description
技术领域
本实用新型属于电力系统配网自动化技术领域，涉及二次验电和核相技术，尤其是一种面向小型化自动核相装置的采集电路。
背景技术
传统的交流采集电路采用的PT容量大，体积相对也偏大，一次侧的交流信号经变压后输出的二次侧信号并不是特别微弱，一般做简单的电路调理就可以送到AD侧进行采集，此种电路往往很占用空间，不便于面向小型化的自动核相装置，因此需要选取更小的变压器。微型变压器又带来了新的问题，由于微型，所以容量小，对采样电路的要求便高，也就决定了采样输出的信号微弱情况，在微型变压器不饱和的情况下，往往采样输出的信号非常微弱，单极性AD根本无法精确的采集。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、方便实用的面向小型化自动核相装置的采集电路。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种面向小型化自动核相装置的采集电路，包括微型变压器、采样电路、低通滤波电路、信号放大电路、信号偏置电路、单极性AD采集模块和电源模块；所述微型变压器的输入端与50-100V交流电相连接，用于将输入的交流大电压转换为交流小信号；该微型变压器的输出端与采集电路相连接，用于对微型变压器的二次侧电压信号进行取样；所述采集电路的输出端与低通滤波电路相连接，用于将采样电路所取样的电压信号进行滤除纹波和高次谐波的噪声信号处理；所述低通滤波电路的输出端与信号放大电路相连接，用于对输入的电压信号进行线性放大；所述放大电路的输出端依次与信号偏置电路和单极性AD采集模块相连接，用于将接收到的电压信号经过电压偏置到单极性AD采集的范围内；该单极性AD采集模块用于最终的交流信号离散化采集，供后续的信号处理；所述电源模块外接交流或直流220V的电源，该电源模块的输出端分别与信号放大电路、信号偏置电路和单极性AD采集模块相连接并为其供电。
而且，所述采样电路直接通过电阻对微型变压器的二次侧电压信号进行取样。
而且，所述低通滤波电路采用RC滤波电路。
而且，所述信号放大电路为采用LF412运算放大器构成的反相放大电路。
而且，所述信号偏置电路为采用LF412运算放大器构成的减法运算电路。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本实用新型利用微型PT采集交流电压，解决了传统交流采集采样电路偏大的问题，使自动核相装置小型化，更适于现场安装，对自动核相装置的应用于推广起到了很大的作用。
2、本实用新型能够运用在小型化自动核相装置上，解决了微型变压器不饱和的情况下，往往采样输出的信号非常微弱，单极性AD根本无法精确的采集的问题，使自动核相装置实现小型化的同时，确保微型变压器采样输出的信号进行精确采集。
3、本实用新型的采样电路直接通过电阻取样，ZMPT107的典型用法为有源输出，也可直接通过电阻取样，使用简单方便。
附图说明
图1是本实用新型的电路框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例作进一步详述：
一种面向小型化自动核相装置的采集电路，如图1所示，包括微型变压器、采样电路、低通滤波电路、信号放大电路、信号偏置电路、单极性AD采集模块和电源模块；所述微型变压器的输入端与50-100V交流电相连接，用于将输入的交流大电压转换为交流小信号；该微型变压器的输出端与采集电路相连接，用于对微型变压器的二次侧电压信号进行取样；所述采集电路的输出端与低通滤波电路相连接，用于将采样电路所取样的电压信号进行滤除纹波和高次谐波的噪声信号处理；所述低通滤波电路的输出端与信号放大电路相连接，用于对输入的电压信号进行线性放大；所述放大电路的输出端依次与信号偏置电路和单极性AD采集模块相连接，用于将接收到的电压信号经过电压偏置到单极性AD采集的范围内；该单极性AD采集模块用于最终的交流信号离散化采集，供后续的信号处理；所述电源模块外接交流或直流220V的电源，该电源模块的输出端分别与信号放大电路、信号偏置电路和单极性AD采集模块相连接并为其供电。
在本实施例中，所述微型变压器采用泽明公司的ZMPT107；所述信号放大电路和信号偏置电路所采用的运算放大器是LF412。
下面分别对本实用新型的一种面向小型化自动核相装置的采集电路内各模块的组成和功能进行详细说明：
一种面向小型化自动核相装置的采集电路，如图1所示，包括微型变压器、采样电路、低通滤波电路、信号放大电路、信号偏置电路、单极性AD采集模块和电源模块；
其中，(1)微型变压器采用ZMPT107，额定输入电流2mA，额定输出电流2mA，变比1000:1000，相位差≤45′(输入为2mA，采样电阻为50Ω)，线性范围0-1000V，0-10mA(采样电阻为50Ω)。微型变压器将输入的交流电大电压转化到小电压，输出给采样电路。
(2)采样电路直接通过电阻取样，ZMPT107的典型用法为有源输出，也可直接通过电阻取样，使用简单方便。采样电路负责对微型变压器的二次侧信号进行取样，然后输出到低通滤波电路。
(3)低通滤波电路采用RC滤波电路，负责接收采样电路输出的电压，经过滤除纹波、高次谐波等噪声信号输出到信号放大电路。
(4)信号放大电路采用LF412运算放大器做反相放大电路，实现弱信号放大处理。信号放大电路负责接收低通滤波电路输出的电压，将电压反相放大后输出到信号偏置电路。
(5)信号偏置电路采用LF412运算放大器做减法运算电路，TL431做﹢12V到+2.5V的转换，+2.5V作为偏置电压，实现小信号偏置处理。信号偏置电路负责接收信号放大电路输出的电压，将电压经过电压偏置到单极性AD采集的电压采集范围内，然后由单极性AD采集模块完成信号的最终采集。
(6)单极性AD采集模块用于最终的交流信号离散化采集，供后续的信号处理。
(7)电源模块接收外部交流或直流220V的电源，经过整流输出直流±12V和直流3.3V两路电源。直流±12V给信号放大电路和信号偏置电路供电，直流3.3V作为单极性AD采集的基准电压，对采集的信号进行比对转换。
本实用新型的工作原理是：交流电50-100V输入到微型变压器，经过降压输出到采样电路取样，然后经低通滤波电路滤除纹波、谐波后输出到信号放大电路放大后输出到信号偏置电路，经过电压偏置输出到单极性AD采集模块的电压采集范围内，然后由单极性AD采集模块完成信号的最终采集；交流或直流220V电源输入到电源模块，经过整流输出直流±12V和直流3.3V两路电源，直流±12V给信号放大电路和信号偏置电路供电，直流3.3V作为单极性AD采集的基准电压，对采集的信号进行比对转换。
本实用新型的采样电路运用在小型化自动核相装置上，解决了传统交流采集采样电路偏大的问题，使自动核相装置小型化，更适于现场安装，对自动核相装置的应用于推广起到了很大的作用。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
Claims (5)
1.一种面向小型化自动核相装置的采集电路，其特征在于：包括微型变压器、采样电路、低通滤波电路、信号放大电路、信号偏置电路、单极性AD采集模块和电源模块；所述微型变压器的输入端与50-100V交流电相连接，用于将输入的交流大电压转换为交流小信号；该微型变压器的输出端与采集电路相连接，用于对微型变压器的二次侧电压信号进行取样；所述采集电路的输出端与低通滤波电路相连接，用于将采样电路所取样的电压信号进行滤除纹波和高次谐波的噪声信号处理；所述低通滤波电路的输出端与信号放大电路相连接，用于对输入的电压信号进行线性放大；所述放大电路的输出端依次与信号偏置电路和单极性AD采集模块相连接，用于将接收到的电压信号经过电压偏置到单极性AD采集的范围内；该单极性AD采集模块用于最终的交流信号离散化采集，供后续的信号处理；所述电源模块外接交流或直流220V的电源，该电源模块的输出端分别与信号放大电路、信号偏置电路和单极性AD采集模块相连接并为其供电。
2.根据权利要求1所述的一种面向小型化自动核相装置的采集电路，其特征在于：所述采样电路直接通过电阻对微型变压器的二次侧电压信号进行取样。
3.根据权利要求1或2所述的一种面向小型化自动核相装置的采集电路，其特征在于：所述低通滤波电路采用RC滤波电路。
4.根据权利要求1或2所述的一种面向小型化自动核相装置的采集电路，其特征在于：所述信号放大电路为采用LF412运算放大器构成的反相放大电路。
5.根据权利要求1或2所述的一种面向小型化自动核相装置的采集电路，其特征在于：所述信号偏置电路为采用LF412运算放大器构成的减法运算电路。
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