CN213903612U - 一种一二次融合装置检测用交流电压小信号源模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种一二次融合装置检测用交流电压小信号源模块，属于电力技术领域，包括主板和VGA模块，主板包括主控制器、AD模块、DA模块和档位控制器，AD模块、DA模块和档位控制器均与主控制器连接，VGA模块包括模拟开关和高压运放，档位控制器与模拟开关的控制端连接，模拟开关与高压运放的增益控制端连接，DA模块输出一个波形信号，该波形信号被送入高压运放进行放大，高压运放的输出端连接一个采样电路，采样电路分别与高压运放的负反馈端和AD模块的输入端连接，解决了传统技术失真度打，稳定性差，精度低的技术问题，能够满足一二次融合装置的检测，对暂态的波形输出能有充分表达，实现了任意波形的反演输出。
Description
技术领域
本实用新型属于电力技术领域，涉及一种一二次融合装置检测用交流电压小信号源模块。
背景技术
随着国家的发展，智能配电网络的建设和改造。一二次融合装置的安装数量越来越多，因此一二次融合装置检测量越来越大，在一二次融合装置检测中，需要用到高精度的交流小信号源，但是采用常规的MOSFET线性功放不能实现高精度，低失真度的输出，无法实现检测。且传统功放的抗干扰能力弱，暂态功无法实现。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种一二次融合装置检测用交流电压小信号源模块，解决了传统技术失真度打，稳定性差，精度低的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种一二次融合装置检测用交流电压小信号源模块，包括主板和 VGA模块，主板包括主控制器、AD模块、DA模块和档位控制器， AD模块、DA模块和档位控制器均与主控制器连接，VGA模块包括模拟开关和高压运放，档位控制器与模拟开关的控制端连接，模拟开关与高压运放的增益控制端连接，DA模块输出一个波形信号，该波形信号被送入高压运放进行放大，高压运放的输出端连接一个采样电路，采样电路分别与高压运放的负反馈端和AD模块的输入端连接。
优选的，所述主控制器为MCU芯片U1，AD模块U4的SCK端、 SDO端和CNV端分别与MCU芯片U1的3个IO口连接，MCU芯片 U1通过SPI总线与DA模块U3和档位控制器U2连接，DA模块的 VREF端连接MCU的一个基准电压输出端，DA模块的OUT端连接放大器U5的负输入端，放大器U5的正输入端连接DA模块的GND端、输出端连接DA模块的RFB端，放大器U5的负输入端和输出端之间连接一个电容C1；
档位控制器U2的Q0端到Q7端为档位控制器U2的输出端。
优选的，所述模拟开关为4继电器模块
U6，所述高压运放为可变增益放大器U7，4继电器模块U6的IN1端、 IN2端、IN3端和IN4端分别与所述档位控制器U2的Q6端、Q5端、 Q4端和Q3端连接，4继电器模块U6的S1端、S2端、S3端和S4端均与可变增益放大器U7的Vo端连接，4继电器模块U6的D1端、 D2端、D3端和D4端分别通过电阻R6、电阻R5、电阻R4和电阻R3连接可变增益放大器U7的Vin-端，可变增益放大器U7的 Vin+端通过电阻R8连接地线，可变增益放大器U7的Vin-端和 Vin+端之间连接电容C6，可变增益放大器U7的Vin-端通过电阻 R9连接所述放大器U5的输出端；
可变增益放大器U7的Vo端连接所述AD模块U4的IN+端，可变增益放大器U7的Vo端还通过电阻R7输出OUT电压，电容C5和电阻R6并联连接后，一端连接地线、另一端连接OUT电压。
优选的，所述MCU芯片U1的型号XC7Z010CLG400，AD模块U4的型号为AD7685，DA模块U3的型号为LTC1595BC、放大器U5的型号为OP2177，档位控制器U2的型号为TPIC6B595；
所述4继电器模块U6的型号为ADG1411，所述可变增益放大器 U7的型号为OPA452FA。
本实用新型所述的一种一二次融合装置检测用交流电压小信号源模块，解决了传统技术失真度打，稳定性差，精度低的技术问题，本实用新型能实现最小1mv的失真度小于0.01％，稳定的小于0.005％，响应时间小于1us，能够满足一二次融合装置的检测，对暂态的波形输出能有充分表达，实现了任意波形的反演输出。
附图说明
图1为本实用新型的原理图方框图；
图2是本实用新型的主板的电路图；
图3是本实用新型的VGA模块的电路图。
具体实施方式
如图1-图3所示的一种一二次融合装置检测用交流电压小信号源模块，包括主板和VGA模块，主板包括主控制器、AD模块、DA模块和档位控制器，AD模块、DA模块和档位控制器均与主控制器连接， VGA模块包括模拟开关和高压运放，档位控制器与模拟开关的控制端连接，模拟开关与高压运放的增益控制端连接，DA模块输出一个波形信号，该波形信号被送入高压运放进行放大，高压运放的输出端连接一个采样电路，采样电路分别与高压运放的负反馈端和AD模块的输入端连接。
优选的，所述主控制器为MCU芯片U1，AD模块U4的SCK端、 SDO端和CNV端分别与MCU芯片U1的3个IO口连接，MCU芯片 U1通过SPI总线与DA模块U3和档位控制器U2连接，DA模块的 VREF端连接MCU的一个基准电压输出端，DA模块的OUT端连接放大器U5的负输入端，放大器U5的正输入端连接DA模块的GND端、输出端连接DA模块的RFB端，放大器U5的负输入端和输出端之间连接一个电容C1；
档位控制器U2的Q0端到Q7端为档位控制器U2的输出端。
优选的，所述模拟开关为4继电器模块U6，所述高压运放为可变增益放大器U7，4继电器模块U6的IN1端、IN2端、IN3端和 IN4端分别与所述档位控制器U2的Q6端、Q5端、Q4端和Q3端连接，4继电器模块U6的S1端、S2端、S3端和S4端均与可变增益放大器U7的Vo端连接，4继电器模块U6的D1端、D2端、D3端和 D4端分别通过电阻R6、电阻R5、电阻R4和电阻R3连接可变增益放大器U7的Vin-端，可变增益放大器U7的Vin+端通过电阻R8连接地线，可变增益放大器U7的Vin-端和Vin+端之间连接电容C6，可变增益放大器U7的Vin-端通过电阻R9连接所述放大器U5的输出端；
可变增益放大器U7的Vo端连接所述AD模块U4的IN+端，可变增益放大器U7的Vo端还通过电阻R7输出OUT电压，电容C5和电阻R6并联连接后，一端连接地线、另一端连接OUT电压。
在本实施例中，MCU芯片U1通过网口与上位机实现通信，MCU芯片U1通过档位控制器U2切换模拟开关(即4继电器模块U6)改变高压运放的放大倍数，从而实现VGA的功能。
DA模块输出一个基准波形给高压运放实现源的输出，然后将高压运放输出的值由采样电路反馈给运放作为负反馈，另外采样电路的值由AD模块U4转换后返回给MCU芯片
U1，从而实现大环路反馈。
优选的，所述MCU芯片U1的型号XC7Z010CLG400，AD模块U4的型号为AD7685，DA模块U3的型号为LTC1595BC、放大器U5的型号为OP2177，档位控制器U2的型号为TPIC6B595；
所述4继电器模块U6的型号为ADG1411，所述可变增益放大器 U7的型号为OPA452FA。
本实用新型选用精密可变增益放大器(VGA)直接输出，精密可变增益放大器(VGA)由一个高压运放和4路继电器及高精度电阻构成。为了解解决负载调整率问题增加一级大环路，由差分采样的值做大环路闭环，提高稳定度和负载调整率。
本实用新型所述的一种一二次融合装置检测用交流电压小信号源模块，解决了传统技术失真度打，稳定性差，精度低的技术问题，本实用新型能实现最小1mv的失真度小于0.01％，稳定的小于0.005％，响应时间小于1us，能够满足一二次融合装置的检测，对暂态的波形输出能有充分表达，实现了任意波形反演输出。
Claims (4)
1.一种一二次融合装置检测用交流电压小信号源模块，其特征在于：包括主板和VGA模块，主板包括主控制器、AD模块、DA模块和档位控制器，AD模块、DA模块和档位控制器均与主控制器连接，VGA模块包括模拟开关和高压运放，档位控制器与模拟开关的控制端连接，模拟开关与高压运放的增益控制端连接，DA模块输出一个波形信号，该波形信号被送入高压运放进行放大，高压运放的输出端连接一个采样电路，采样电路分别与高压运放的负反馈端和AD模块的输入端连接。
2.如权利要求1所述的一种一二次融合装置检测用交流电压小信号源模块，其特征在于：所述主控制器为MCU芯片U1，AD模块U4的SCK端、SDO端和CNV端分别与MCU芯片U1的3个IO口连接，MCU芯片U1通过SPI总线与DA模块U3和档位控制器U2连接，DA模块的VREF端连接MCU的一个基准电压输出端，DA模块的OUT端连接放大器U5的负输入端，放大器U5的正输入端连接DA模块的GND端、输出端连接DA模块的RFB端，放大器U5的负输入端和输出端之间连接一个电容C1；
档位控制器U2的Q0端到Q7端为档位控制器U2的输出端。
3.如权利要求2所述的一种一二次融合装置检测用交流电压小信号源模块，其特征在于：所述模拟开关为4继电器模块U6，所述高压运放为可变增益放大器U7，4继电器模块U6的IN1端、IN2端、IN3端和IN4端分别与所述档位控制器U2的Q6端、Q5端、Q4端和Q3端连接，4继电器模块U6的S1端、S2端、S3端和S4端均与可变增益放大器U7的Vo端连接，4继电器模块U6的D1端、D2端、D3端和D4端分别通过电阻R6、电阻R5、电阻R4和电阻R3连接可变增益放大器U7的Vin-端，可变增益放大器U7的Vin+端通过电阻R8连接地线，可变增益放大器U7的Vin-端和Vin+端之间连接电容C6，可变增益放大器U7的Vin-端通过电阻R9连接所述放大器U5的输出端；
可变增益放大器U7的Vo端连接所述AD模块U4的IN+端，可变增益放大器U7的Vo端还通过电阻R7输出OUT电压，电容C5和电阻R6并联连接后，一端连接地线、另一端连接OUT电压。
4.如权利要求3所述的一种一二次融合装置检测用交流电压小信号源模块，其特征在于：所述MCU芯片U1的型号为XC7Z010CLG400，AD模块U4的型号为AD7685，DA模块U3的型号为LTC1595BC、放大器U5的型号为OP2177，档位控制器U2的型号为TPIC6B595；
所述4继电器模块U6的型号为ADG1411，所述可变增益放大器U7的型号为OPA452FA。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112051483A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-12-08 | 上海紫通信息科技有限公司 | 一种一二次融合配电终端自动检测装置 |
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2020
- 2020-09-21 CN CN202022072790.8U patent/CN213903612U/zh active Active
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| CN112051483A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-12-08 | 上海紫通信息科技有限公司 | 一种一二次融合配电终端自动检测装置 |
| CN112051483B (zh) * | 2020-08-24 | 2023-08-25 | 上海紫通信息科技有限公司 | 一种一二次融合配电终端自动检测装置 |
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