CN212134792U - 一种直流电表的平衡对称采样电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种直流电表的平衡对称采样电路，包括正极采样V3P、负极采样V3N、计量芯片地GJL以及调节采样信号比例的第一采样电阻和第二采样电阻，正极采样V3P一端通过一组一级或多级分压电阻与电压正极V+连接，另一端通过计量芯片地GJL与负极采样N3P的一端连接，负极采样N3P的另一端通过另一组一级或多级分压电阻与电压负极V‑连接，两组分压电阻阻值相同，数量相同，正极采样V3P与分压电阻之间连接第一采样电阻，负级采样N3P与分压电阻之间连接第二采样电阻，第一采样电阻与第二采样电阻串联，第一采样电阻与第二采样电阻之间与计量芯片地GJL连接。
Description
技术领域
本实用新型属于电能计量技术领域，进一步涉及到直流电表的平衡对称采样电路。
背景技术
直流电表是当前一种新型的电能计量器具，跟目前广泛使用的交流电表的不同之处是端采样的电压很高，电流很大，研发设计和检测机构对电表设计和使用面临行多问题和困难；因当前直流电表前端采样设计行业内没有统一检定方法，设计者在无法理解直流表的具体接线要求，通常直接参考交流电表接线设计，导致在充电桩厂家接线时，出现诸多存在的问题，使电表计量损失增大。交流电表中常用的电压线中通常采用不对称采样，即单端采样电路，电压负极电阻分压，电压正极与电流正极接在一起，并为计量芯片的参考地，即为“热”地，要求电表内部电压与电流必须有同名端，锰铜分流器必须为内置，当直接将此采样电路应用在直流电表中时，采样电路正极性接线直流电表能正常工作，但各端子电压差较大，影响采样的准确性；负极性接线因直流电表内部的I+与V+接在一起，会造成线路短路，即电压短路，导致无法直接应用于直流电表电压线路采样。为推广直流电表应用，需设计一种能够准确采样并不会出现短路情况的直流电表用采样电路。
实用新型内容
本实用新型主要目的在于解决上述问题，提供一种直流电表的平衡对称采样电路。
为实现上述目的，本实用新型提供的一种直流电表的平衡对称采样电路，其技术方案是：
一种直流电表的平衡对称采样电路，包括正极采样V3P、负极采样V3N、计量芯片地GJL以及调节采样信号比例的第一采样电阻和第二采样电阻，正极采样V3P一端通过一组一级或多级分压电阻与电压正极V+连接，另一端通过计量芯片地GJL与负极采样N3P的一端连接，负极采样N3P的另一端通过另一组一级或多级分压电阻与电压负极V-连接，两组分压电阻阻值相同，数量相同，正极采样V3P与分压电阻之间连接第一采样电阻，负级采样N3P与分压电阻之间连接第二采样电阻，第一采样电阻与第二采样电阻串联，第一采样电阻与第二采样电阻之间与计量芯片地GJL 连接。
进一步的，正极采样V3P与计量芯片地GJL之间连接有第一滤波电容，负极采样N3P与计量芯片地GJL之间连接有第二滤波电容。
进一步的，电压正极与负极之间连接有防浪涌抗冲击作用的可调压敏电阻。
进一步的，电源为700V直流电，每组分压电阻的总组值为2MΩ。
进一步的，每组分压电阻各包含10级阻值为2KΩ的分压电阻。
进一步的，分压电阻采用精度高、低温漂的电阻。
综上所述，本实用新型提供的一种直流电表的平衡对称采样电路，与现有技术相比，电压正极V+和负极V-都要利用分压电阻进行平衡对称分压，使最后的分压电压达到计量芯片能承受采样的电压；满足直流表实际接线要求，在端线路反极性连接时，电表能正常工作，不影响计量；经对采样数据进行误差分析，计量数据误差线性度好；EMI实验数据报告也显示符合电表EMI要求；采用精度度、低温漂的电阻可进一步降低计量误差，电阻参数好选，成本低、设计稳定、可靠。
附图说明：
图1：本实用新型提供的一种直流电表的平衡对称采样电路图；
图2：本实用新型提供的一种直流电表的平衡对称采样电路的辐射实验报告曲线图；
图3：本实用新型提供的一种直流电表的平衡对称采样电路的传导实验报告曲线图。
具体实施方式
下面附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。
一种直流电表的平衡对称采样电路，包括正极采样V3P、负极采样V3N、计量芯片地GJL以及调节采样信号比例的第一采样电阻和第二采样电阻，正极采样V3P一端通过一组一级或多级分压电阻与电压正极V+连接，另一端通过计量芯片地GJL与负极采样N3P的一端连接，负极采样N3P的另一端通过另一组一级或多级分压电阻与电压负极V-连接，两组分压电阻阻值相同，数量相同，正极采样V3P与分压电阻之间连接第一采样电阻，负级采样N3P与分压电阻之间连接第二采样电阻，第一采样电阻与第二采样电阻串联，第一采样电阻与第二采样电阻之间与计量芯片地GJL 连接。
以电压700V，电流300A/75mV的直流电流为例，介绍本实用新型提供的一种直流电表平衡对称采样电路的具体连接方式，如图1所示，上部电路为正极性接线，电压正极V+顺序串联十级阻值为2KΩ的分压电阻RM，最后一级分压电阻RM与电压正极采样V3P连接，下部电路为负极性接线，电压负极V-顺序串联十级阻值为2K Ω的分压电阻RM，最后一级分压电阻RM与电压负极采样V3N连接，电压正极采样V3P与电压负极采样V3N的电流输出端之间连接有计量芯片地GJL，电流输入端之间通过第一采样电阻RM19和第二采样电阻RM26连接，计量芯片地GJL的另一端与第一采样电阻RM19和第二采样电阻RM26之间连接，电压正极采样V3P与计量芯片地GJL之间连接有第一滤波电容CM15，电压负极采样V3N与计量芯片地GJL之间连接有第二滤波电容CM16，使计量端具有良好的防过冲、抗浪涌的效果；电压正极V+ 与电压负极V-之间连接有可调压敏电阻RM25，同样起到防冲击、抗浪涌的作用。
其中，电压正极V+和电压负极V-连接的多级分电阻RM的阻值相等，均为2MΩ，使最后的分压电压达到计量芯片能承受的电压，在实际应用中可根据采用的计量芯片的实际额定承压值、待测电压值确定正极性接线和负极性接线所连接的分压电阻 RM的阻值，以及采用的数量，可根据需要，电压正/负极连接一级或多级分压电阻 RM，采用多级分压电阻RM时，每一级分压电阻RM所承受的电压值小，一方面可降低生产成本，另一方面，也可减小电压损失，提高测量精度。分压电阻RM采用精度高、低温漂的电阻，减少测量误差。第一/第二采样电阻RM19/RM26调节信号比例，可根据要采集的信号大小，确定阻值。
如图1所示，上部线路为正极性接线，根据正极接入式接线图，测量并分析电表内部的压差，I+与I-为75mV，而且计量芯片地GJL与I+接在一起，I+＝GJL，I+ 与V+之前电压差0V，I-与V+电压差75mV；I+与V-的电压差，即为V+与V-的电压差 700V。I-与V-的电压差700V-75mV，经实际检测，测量数据与表格1所得到的电压值一致的：
表1：正极接线的端子电压差
| 电流端子 | 电压端子 | 电压差 |
| I+ | V+ | 0V |
| I- | V+ | 75mV，可忽略为0V |
| I+ | V- | 700V |
| I- | V- | 700V-75mV，可忽略为700V |
图1所示，线路下部为反极性接线，根据反极接入式接线图，测量并分析电表内部的压差，I+与I-为75mV，而且计量芯片地(GJL)与I+接在一起，I+＝GJL；I+ 与V+之前电压差700V-75mV，与V+的电压差，即为V-与V+的电压差700V；I+与V- 的电压差0V，I-与V-的电压差75mV，经实际测量，测量数据与表2所得到的电压值一致：
表2：反极接线的端子电压差
| 电流端子 | 电压端子 | 电压差 |
| I+ | V+ | 700V-75mV，可忽略为700V |
| I- | V+ | 700V |
| I+ | V- | 0V |
| I- | V- | 75mV，可忽略为0V |
表3为采用平衡对称采样实验测试数据计量误差数据
表3：测量数据计算
经上述测量数据，计量误差线性度很好，误差在千分之一以下。
进一步对电路做EMI实验，并对实验数据进行分析，得到如图2所示的辐射实验报告曲线图和如图3所示的传导实验报告曲线图。EMI实验数据报告显示，采样电路也符合电能表EMI要求。
综上所述，本实用新型提供的一种直流电表的平衡对称采样电路，与现有技术相比，电压正极V+和负极V-都要利用分压电阻进行平衡对称分压，使最后的分压电压达到计量芯片能承受采样的电压；满足直流表实际接线要求，在端线路反极性连接时，电表能正常工作，不影响计量；经对采样数据进行误差分析，计量数据误差线性度好；EMI实验数据报告也显示符合电表EMI要求；采用精度度、低温漂的电阻可进一步降低计量误差，电阻参数好选，成本低、设计稳定、可靠。
如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种直流电表的平衡对称采样电路，其特征在于：包括正极采样V3P、负极采样V3N、计量芯片地GJL以及调节采样信号比例的第一采样电阻和第二采样电阻，正极采样V3P一端通过一组一级或多级分压电阻与电压正极V+连接，另一端通过计量芯片地GJL与负极采样N3P的一端连接，负极采样N3P的另一端通过另一组一级或多级分压电阻与电压负极V-连接，两组分压电阻阻值相同，数量相同，正极采样V3P与分压电阻之间连接第一采样电阻，负级采样N3P与分压电阻之间连接第二采样电阻，第一采样电阻与第二采样电阻串联，第一采样电阻与第二采样电阻之间与计量芯片地GJL连接。
2.如权利要求1所述的一种直流电表的平衡对称采样电路，其特征在于：正极采样V3P与计量芯片地GJL之间连接有第一滤波电容，负极采样N3P与计量芯片地GJL之间连接有第二滤波电容。
3.如权利要求1所述的一种直流电表的平衡对称采样电路，其特征在于：电压正极与负极之间连接有防浪涌抗冲击作用的可调压敏电阻。
4.如权利要求1所述的一种直流电表的平衡对称采样电路，其特征在于：电源为700V直流电，每组分压电阻的总组值为2MΩ。
5.如权利要求4所述的一种直流电表的平衡对称采样电路，其特征在于：每组分压电阻各包含10级阻值为2KΩ的分压电阻。
6.如权利要求1所述的一种直流电表的平衡对称采样电路，其特征在于：分压电阻采用精度高、低温漂的电阻。
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| CN201922503492.7U CN212134792U (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种直流电表的平衡对称采样电路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116660622A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-08-29 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种三相电能表以及电能检测电路 |
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2019
- 2019-12-31 CN CN201922503492.7U patent/CN212134792U/zh active Active
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