各种电压电流采样电路设计

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运算放大器电压、电流检测电路分析

运算放大器电压、电流检测电路分析

运算放大器电压、电流信号检测电路分析作者:linxiyiran 日期:09.09.13/ARM-A VR嵌入式开发论坛1、运放实现电流检测:原理:将电流信号转化为电压信号,然后送ADC处理。

很多控制器接受来自各种检测仪表的0~20mA或4~20mA电流,电路将此电流转换成电压后再送ADC转换成数字信号,图九就是这样一个典型电路。

如图4~20mA电流流过采样100Ω电阻R1,在R1上会产生0.4~2V的电压差。

由虚断知,运放输入端没有电流流过,则流过R3和R5的电流相等,流过R2和R4的电流相等。

故:(V2-Vy)/R3 = Vy/R5 ……a(V1-Vx)/R2 = (Vx-Vout)/R4 ……b由虚短知: Vx = Vy ……c电流从0~20mA变化,则V1 = V2 + (0.4~2) ……d由cd式代入b式得(V2 + (0.4~2)-Vy)/R2 = (Vy-Vout)/R4 ……e如果R3=R2,R4=R5,则由e-a得Vout = -(0.4~2)R4/R2 ……f图九中R4/R2=22k/10k=2.2,则f式Vout = -(0.88~4.4)V,即是说,将4~20mA电流转换成了-0.88 ~ -4.4V电压,此电压可以送ADC去处理。

2、运放实现电压检测:原理:电压信号转化为电流信息,此处的运放没有比较器的功能。

电流可以转换成电压,电压也可以转换成电流。

图十就是这样一个电路。

上图的负反馈没有通过电阻直接反馈,而是串联了三极管Q1的发射结,大家可不要以为是一个比较器就是了。

只要是放大电路,虚短虚断的规律仍然是符合的!由虚断知,运放输入端没有电流流过,则 (Vi – V1)/R2 = (V1 – V4)/R6 ……a同理 (V3 – V2)/R5 = V2/R4 ……b由虚短知 V1 = V2 ……c如果R2=R6,R4=R5,则由abc式得V3-V4=Vi上式说明R7两端的电压和输入电压Vi相等,则通过R7的电流I=Vi/R7,如果负载RL<<100KΩ,则通过Rl和通过R7的电流基本相同。

51单片机电压电流采样电路设计

51单片机电压电流采样电路设计

51单片机是一种常用的微控制器,广泛应用于各种电子设备中。

在很多电子设备中,需要对电压和电流进行采样和测量,以确保设备正常运行和安全使用。

设计一个稳定、精准的电压电流采样电路对于电子设备的正常运行至关重要。

本文将介绍51单片机电压电流采样电路的设计原理、实现方法和相关注意事项,希望能够为初学者提供一些帮助。

一、设计原理1.1 电压采样原理电压采样是通过模数转换器(ADC)将模拟电压信号转换为数字信号的过程。

在51单片机中,有多个模拟输入引脚可以用于电压采样。

通过选择合适的参考电压和采样精度,可以实现对不同电压范围的准确采样。

1.2 电流采样原理电流采样通常需要借助电流传感器或电流互感器来实现。

通过将电流信号转换为与之成正比的电压信号,然后使用ADC进行采样,可以实现对电流的准确测量。

二、电压采样电路设计2.1 电压采样电路原理图在设计电压采样电路时,需要考虑信噪比、采样精度和参考电压的稳定性。

一般来说,可以通过电阻分压网络将被测电压信号转换为微控制器可以接受的范围内的电压信号。

2.2 电压采样电路实现在实际设计中,可以选择合适的电阻数值和参考电压,使得被测电压在不损失精度的前提下可以被精准采样。

还需要注意电源滤波和去耦电容的设置,以提高电路的稳定性和抗干扰能力。

三、电流采样电路设计3.1 电流采样电路原理图电流采样电路通常需要借助电流传感器或电流互感器来实现。

在设计电流采样电路时,需要考虑到电流传感器的灵敏度、线性度和频率特性,以确保采样的准确性和稳定性。

3.2 电流采样电路实现在实际设计中,需要根据被测电流的范围和精度要求选择合适的电流传感器,并通过运算放大器等电路将电流信号转换为微控制器可以接受的范围内的电压信号。

还需要注意电流传感器的电源和接地,以确保电路的正常工作。

四、电压电流采样电路的综合设计4.1 电压电流采样电路整体连接在设计完成电压和电流采样电路后,需要将两者连接到51单片机的模拟输入引脚,并编写相应的程序进行数据采集和处理。

各种电压电流采样电路设计

各种电压电流采样电路设计

各种电压电流采样电路设计电压电流采样电路是一种用于测量电路中电压和电流的电子设备。

它们广泛应用于各种领域,如电力系统监测、电子设备测试和工业自动化等。

本文将介绍几种常见的电压电流采样电路设计。

电压采样电路用于测量电路中的电压信号。

以下是一种基于运算放大器的电压采样电路设计。

1.电阻分压电路电阻分压电路是最简单的电压采样电路之一、它由两个电阻器组成,将电压信号分成两部分。

一个电阻器连接到待测电压源的正极,另一个连接到负极。

通过测量电压信号之间的差异,可以计算出电源的电压。

2.差分放大电路差分放大电路是一种常见的电压采样电路。

它由两个输入端(正和负)和一个输出端组成。

正输入端连接到待测电压源的正极,负输入端连接到负极,输出端连接到运算放大器的输出。

通过测量输出电压和输入电压之间的差异,可以计算出电压信号。

3.内部反馈放大电路内部反馈放大电路是一种高精度的电压采样电路。

它包括一个运算放大器和一个反馈电阻器。

待测电压通过反馈电阻器连接到运算放大器的非反相输入端,直接连接到反相输入端。

输出信号通过反馈电阻器连接到非反相输入端。

通过调整反馈电阻器的阻值,可以实现电压采样的精度控制。

电流采样电路用于测量电路中的电流信号。

以下是一种基于电阻器的电流采样电路设计。

1.电流到电压转换电路电流采样的一种常见方法是使用电流到电压转换电路。

它将待测电流通过一个电阻器,使其转换为相应的电压信号。

输出电压信号可以通过运算放大器放大,然后通过数模转换器进行数字化。

2.霍尔效应传感器霍尔效应传感器是一种常用的电流采样电路。

它利用霍尔效应原理,将电流转换为相应的电压信号。

霍尔效应传感器受到的电流通过一个电阻器,使其转换为电压。

输出电压信号可以通过运算放大器放大,然后通过数模转换器进行数字化。

3.电阻分压法电阻分压法是一种简单的电流采样电路设计。

它通过将待测电流分成两部分,在每一部分中使用一个电阻器。

输出电压信号可以通过运算放大器放大,然后通过数模转换器进行数字化。

常用电流和电压采样电路

常用电流和电压采样电路

2常用采样电路设计方案比较配电网静态同步补偿器(DSTATCOM )系统总体硬件结构框图如图2-1所示。

由图2-1可知DSTATCOM 的系统硬件大致可以分成三部分,即主电路部分、控制电路部分、以及介于主电路和控制电路之间的检测与驱动电路。

其中采样电路包括3路交流电压、6路交流电流、2路直流电压和2路直流电流、电网电压同步信号。

3路交流电压采样电路即采样电网三相电压信号;6路交流电流采样电路分别为电网侧三相电流和补偿侧三相电流的电流采样信号;2路直流电压和2路直流电流的采样电路DSTATCOM 的桥式换流电路的直流侧电压信号和电流信号;电网电压同步信号采样电路即电网电压同步信号。

图2-1 DSTATCOM 系统总体硬件结构框图2.2.11 常用电网电压同步采样电路及其特点.1 常用电网电压采样电路1从D-STATCOM 的工作原理可知,当逆变器的输出电压矢量与电网电压矢量幅值大小相等,方向相同时,连接电抗器内没有电流流动,而D-STATCOM 工作在感性或容性状态都可由调节以上两矢量的夹角来进行控制,因此,逆变器输出的电压矢量的幅值及方向的调节都是以电网电压的幅值和方向作为参考的,因此,系统电压与电网电压的同步问题就显得尤为重要。

图2-2 同步信号产生电路1从图2-2所示同步电路由三部分组成,第一部分是由电阻、电容组成的RC 滤波环节,为减小系统与电网的相位误差,该滤波环节的时间常数应远小于系统的输出频率,即该误差可忽略不计。

其中R 5=1K Ω,5pF,则时间常数错误!未因此符合设计要求;第二部分由电压比较器LM311构成,实现过零比较;第三部分为上拉箝位电路,之后再经过两个非门,以增强驱动能力,满足TMS320LF2407的输入信号要求。

C 4=1找到引用源。

<<l ms,[1]2.1电网电压采样电路2.2 常用常用电网电压同步信号采样电路2如图2-3所示。

ADMC401芯片的脉宽调制PWM 发生器有专门的PWMSYNC 引脚,它产生与开关频率同步的脉宽调制PWM 的同步脉冲信号。

智能电表中的电流与电压采样电路设计

智能电表中的电流与电压采样电路设计

智能电表中的电流与电压采样电路设计
电流采样电路使用分流器:其中R57、R56为采样电阻,C21、C22为采样电容,他们为采样通道提供了采样电压信号,采样电压信号的大小由分流器的阻值和流过其上的电流决定。

电流采样通道采用完全差动输入,V1P为正输入端,V2P为负输入端,电流采样通道最大差动峰值电压应小于470mV,电流采样通道的PGA其增益可由ADE7755的G1和G0来选择。

当使用分流器采样时,G1和G0都接高电平,增益选16,通过分流器的峰值电压为
±30mV。

本设计电表为5(30)A规格,分流器阻值选择350uΩ,当流过分流器的电流为最大电流时,其采样电压为350uΩ×30A=10.5mV,不超过峰值电压半满度值。

电压采样电路:电压输入通道也为差分电路,V2N引脚连接到电阻分压电路的分压点上,V2P接地。

电压输入通道的采样信号是通过衰减线电压得到的,其中
R11、R13、R47~R49、R55、R60、R75~R78、R80、R81为校验衰减网络,通过短接跳线S5至S13可将采样信号调节到需要的采样值上,当电能表为基本电流时,电压采样值为174.2mV,为了允许分流器的容差和片内基准源8%的误差,衰减校验网络应该允许至少30%的校验范围,根据图6的参数,其调节范围为168.9 mV~250 mV,完全满足了调节的需要。

这个衰减网络的-3dB 频率是由R80和C33决定的,R54、R73、R74确保了这一点,即使全部跳线都接通,R54、R73、R74的电阻值仍远远大于R80。

R80和C33的选取要和电流采样通道的R57、C21匹配,这样才能保证两个通道的相位进行适当的匹。

电压电流采样电路设计

电压电流采样电路设计

电压电流采样电路设计
一、电压采样
1.采样电路原理:
电压采样电路是一种能够基于参考电压对输入电压进行采样,即在参考电压和输入电压之间比较,按比例将其转换为一个相对更低的电压,以便进一步处理。

在电压采样电路中,一个可调分压器实现参考电压,一个微分放大器将输入电压和参考电压放大为输出电压,一个比较器比较输出电压和参考电压,一个低通滤波器去除多余的噪声,一个放大器放大采样电压,最后一个数据转换器将数字信号转换为输出信号。

2.电路实现方式:
电压采样电路的实现可以采用以下两种方式:
(1)利用ADC芯片:
采用ADC芯片实现的电压采样电路,电路构成比较简单,只需要具有其中一种ADC芯片、电源及电压基准,采样电压,就可以构成一个电压采样电路。

(2)利用放大器和比较器:
利用放大器对电压进行放大,而后再把放大后的电压送到比较器中,比较器将放大后的电压和参考电压进行比较,从而检测出比较结果,构成另一种电压采样电路。

二、电流采样
1.采样电路原理:
电流采样电路采用一个电流型传感器对电流进行检测,其输出电压受电流的变化而变化。

基于32位DSP的高压变频器电流电压采样电路

基于32位DSP的高压变频器电流电压采样电路

要: 主要介绍 了一种基于 3 2位 D S P芯片 T MS 3 2 0 F 2 8 0 8的高压变频器 电流 电压采样 电路 , 详 细 阐述
了该采样 电路拓扑结构及 工作原理。基于高压变频器主 电路特点 , 设计 开发 了针对变频器 高压侧 电流电压 的 采样 电路 , 该电路主要包括输入输 出电压取样 电路 , 输入输 出电流采样 电路 , D S P控 制部分 , 最后通 过对 A / D 转换结果 的分析 , 表明该设计能够检测得 出有效 的高压变频器 三相输入输 出信号 , 具有一定的实际应用价值。 关键词 :高压变频器 ; 数 字信 号处理器 ;电流 电压 采样 电路 ; A / D转换
s a mpl i n g c i r c u i t a nd o ut pu t c u re n t s a mp l i ng c i r c ui t a s we l l a s pe ip r he r a l s o f s a mp l i ng DS P a nd AD c o n v e r s i o n
L I U Li ,FENG Do n gs h e n g,WANG Ta o
( S h a n g h a i E n g i n e e r i n g R e s e a r c h C e n t e r o f M o t o r S y s t e m E n e r g y S a v i n g C o . , L t d . , S h a n g h a i 2 0 0 0 6 3 , C h i n a )
i n v e r t e r w a s ma i n l y i n t r o d u c e d, a n d e l a b o r a t e d o n t h e s a mp l i n g c i r c u i t t o p o l o g y a n d wo r k i n g p in r c i p l e .B a s e d o n t h e c h a r a c t e i r s t i c o f ma i n c i r c u i t t o p o l o y g o f h i g h - v o l t a g e i n v e r t e r , d e s i g n e d a n d d e v e l o p e d t h e s a mp l i n g c i r c u i t f o r t h e c u r r e n t a n d v o l t a g e o f t h e p a r t o f h i g h — v o l t a g e ,w h i c h i n c l u d e d i n p u t nd a o u t p u t v o l t a g e s a mp l i n g c i r c u i t , i n p u t c u re n t

常用电流和电压采样电路

常用电流和电压采样电路

2常用采样电路设计方案比较配电网静态同步补偿器(DSTATCOM)系统总体硬件结构框图如图2-1所示。

由图2-1可知DSTATCOM 的系统硬件大致可以分成三部分,即主电路部分、控制电路部分、以及介于主电路和控制电路之间的检测与驱动电路。

其中采样电路包括3路交流电压、6路交流电流、2路直流电压和2路直流电流、电网电压同步信号。

3路交流电压采样电路即采样电网三相电压信号;6路交流电流采样电路分别为电网侧三相电流和补偿侧三相电流的电流采样信号;2路直流电压和2路直流电流的采样电路DSTATCOM 的桥式换流电路的直流侧电压信号和电流信号;电网电压同步信号采样电路即电网电压同步信号。

图2-1 DSTATCOM 系统总体硬件结构框图2.2.11 常用电网电压同步采样电路及其特点.1 常用电网电压采样电路1从D-STATCOM 的工作原理可知,当逆变器的输出电压矢量与电网电压矢量幅值大小相等,方向相同时,连接电抗器内没有电流流动,而D-STATCOM 工作在感性或容性状态都可由调节以上两矢量的夹角来进行控制,因此,逆变器输出的电压矢量的幅值及方向的调节都是以电网电压的幅值和方向作为参考的,因此,系统电压与电网电压的同步问题就显得尤为重要。

图2-2 同步信号产生电路1从图2-2所示同步电路由三部分组成,第一部分是由电阻、电容组成的RC 滤波环节,为减小系统与电网的相位误差,该滤波环节的时间常数应远小于系统的输出频率,即该误差可忽略不计。

其中R 5=1K Ω,5pF,则时间常数错误!未因此符合设计要求;第二部分由电压比较器LM311构成,实现过零比较;第三部分为上拉箝位电路,之后再经过两个非门,以增强驱动能力,满足TMS320LF2407的输入信号要求。

C 4=1找到引用源。

<<l ms,[1]2.1电网电压采样电路2.2 常用常用电网电压同步信号采样电路2如图2-3所示。

ADMC401芯片的脉宽调制PWM 发生器有专门的PWMSYNC 引脚,它产生与开关频率同步的脉宽调制PWM 的同步脉冲信号。

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常用采样电路设计方案比较配电网静态同步补偿器(DSTATCOM)系统总体硬件结构框图如图2-1所示。

由图2-1可知DSTATCOM的系统硬件大致可以分成三部分,即主电路部分、控制电路部分、以及介于主电路和控制电路之间的检测与驱动电路。

其中采样电路包括3路交流电压、6路交流电流、2路直流电压和2路直流电流、电网电压同步信号。

3路交流电压采样电路即采样电网三相电压信号;6路交流电流采样电路分别为电网侧三相电流和补偿侧三相电流的电流采样信号;2路直流电压和2路直流电流的采样电路DSTATCOM的桥式换流电路的直流侧电压信号和电流信号;电网电压同步信号采样电路即电网电压同步信号。

信号调理TMS320 LF2407ADSP 键盘显示电路电压电流信号驱动电路保护电路控制电路检测与驱动电路主电路图2-1 DSTATCOM系统总体硬件结构框图1.1常用电网电压同步采样电路及其特点1.1.1 常用电网电压采样电路 1从D-STATCOM的工作原理可知,当逆变器的输出电压矢量与电网电压矢量幅值大小相等,方向相同时,连接电抗器内没有电流流动,而D-STATCOM 工作在感性或容性状态都可由调节以上两矢量的夹角来进行控制,因此,逆变器输出的电压矢量的幅值及方向的调节都是以电网电压的幅值和方向作为参考的,因此,系统电压与电网电压的同步问题就显得尤为重要。

图2-2 同步信号产生电路1从图2-2所示同步电路由三部分组成,第一部分是由电阻、电容组成的RC滤波环节,为减小系统与电网的相位误差,该滤波环节的时间常数应远小于系统的输出频率,即该误差可忽略不计。

其中R5=1K,C4=15pF,则时间常数错误!未找到引用源。

<<l ms,因此符合设计要求;第二部分由电压比较器LM311构成,实现过零比较;第三部分为上拉箝位电路,之后再经过两个非门,以增强驱动能力,满足TMS320LF2407的输入信号要求[1]。

1.1.2 常用电网电压采样电路2常用电网电压同步信号采样电路2如图2-3所示。

ADMC401芯片的脉宽调制PWM发生器有专门的PWMSYNC引脚,它产生与开关频率同步的脉宽调制PWM的同步脉冲信号。

图2-3 同步信号发生电路2图2-3中的输入端信号取自a相的检测电压,经过过零检测电路后得到正负两个电平,随后进入光电隔离TLP521产生高电平和低电平进入D触发器MC14538的正的触发使能输入引脚A,当A为高电平时,输出引脚Q输出一个脉冲,这个脉冲宽度由电阻R l。

和电容C决定。

当然这里希望脉冲宽度越小越好,否则将影响STATCOM的输出电压与其接入点电压的同步。

与此同时,可以通过设置ADMC401的内部寄存器PWMSYNCWT寄存器与信号脉冲相匹配[2]。

1.1.3 常用电网电压采样电路3电网电压同步电路可以实现精确的过零点检测,并输出高电平,将输出信号脉冲的上升沿输入捕获单元三即可获得同步信号[3]。

图2-4即为一种常见的电网电压同步信号产生电路。

图2-4 同步信号产生电路 3图2-4所示同步电路由三部分组成,第一部分是由电阻、滑线变阻器和电压比较器LM353组成的缓冲环节。

第二部分由电压比较器LM353构成,实现过零比较。

最后一部分为输入DSP系统箝位保护电路[3]1.1.4常用电网电压采样电路4常用网电压同步信号产生电路4如图2-5所示:图2-5 同步信号产生电路4图2-5所示同步电路由两部分组成,第一部分是由电阻、电容组成的RC滤波环节,为减小系统与电网的相位误差,该环节主要是滤除电网的毛刺干扰。

滤波电路造成的延时可在程序中补偿。

第二部分由电压比较器LM311构成,实现过零比较,同时设计了一个滞环环节来抑制干扰和信号的震荡[4]。

1.1.5常用电网电压采样电路5图2-6所示同步电路由三部分组成,第一部分是由电阻、电容组成的RC 滤波环节,为减小系统与电网的相位误差,该滤波环节主要是滤除电网的谐波干扰。

滤波电路造成的延时可在程序中补偿起来。

其中凡R341=1KΩ,C341=0.luF;第二部分由电压比较器LM3ll构成,实现过零比较,同时设计了一个滞环来抑制干扰和信号的振荡[2]。

图2-6 同步信号产生电路51.2 常用交流电压采样电路及其特点1.2.1常用交流电压采样电路 1为了实现对STATCOM 的控制,必须要检测三相瞬时电压U a 、U b 和U c 。

如下图2-7为电路一相电压采样电路:a.电压转换电路CHV-50P +15V-15V C C com U aR 1TVS1R 1R 1R 2R 3C1C2+-U o 电压转换电路滤波补偿电路图2-7 交流电压采样电路图电压转换电路通过霍尔电压传感器CHV-50P 实现。

CHV-50P 型电压传感器输出端与原边电路是电隔离的,可测量直流、交流和脉动电压或小电流。

磁补偿式测量,过载能力强,性能稳定可靠,易于安装,用于电压测量时,传感器通过与模块原边电路串联的电阻R u1与被测量电路并联连接,输出电流正比于原边电压。

上图电压转换电路为a 为单相电压转换电路,这里对电阻R u1和电阻R u2的选择作一些说明。

由于CHV-50P 的输入额定电流I n1为10mA ,本电路检测的电压是220V 的交流电压,则u1n1U220V R ===2.2K ΩI 10mA (2.1) 电阻R u1消耗的功率P 1为错误!未找到引用源。

1122010 2.2n P UI mA W(2.2)因此电阻R u1选择阻值为 2.2 k Ω,功率为5W 的大功率电阻。

另外为了抑制共模干扰,在交流输入侧并联了两个电容C。

当然为了更好地消除这些干扰,可以在电压变换电路之前再加隔离变压器,那么电阻R u1的选择就要对应于经过隔离变压器后电压的改变而改变。

由于CHV-50P的输入额定电流I n2为50mA,为了ADMC40l的A/D转换通道检测,必须把输出电流转换为电压,所以在电压传感器的输出侧串联了电阻R u2。

ADMC401的A/D转换通道检测电压范围-2V~+2V,则u22VR==40Ω50mA(2.3)由于电阻R u2消耗功率比较小,电阻R u2选择上对功率没有特殊的要求。

b.滤波补偿电路由于电压电流的检测点就是STATCOM接入电网的同一点,其谐波干扰还是比较大的滤波补偿电路。

,那么三相电压电流经过各自的转换电路后必须进入了滤波补偿电路包含两部分:一部分为RC滤波,另一部分为相位补偿,如图上图中所示[5]。

1.2.2常用交流电压采样电路 2此三相电压采样电路包括信号放大电路,二阶滤波电路,单极性转换电路。

a.信号放大电路交流信号放大电路见图2-8所示。

本设计采用的互感器为国内最新的高精度电压互感器(SPT204A)。

其中SPT204A实际上是一款毫安级精密电压互感器,输入额定电流为2mA,额定输出电流为2mA,线性范围±10mA,非线性度<0.1%,相移经过补偿后小于5’。

SCT254AZ是一款毫安级精密电流互感器,输入额定电流为5A,额定输出电流为 2.5mA,线性范围0~20A,非线性度小于0.1%,相移经过补偿后小于5’。

由于该电压传感器采用的为1:1电流变电流型,所以要在电压互感器前面加R1,将电压信号转变为电流信号,而电流互感器就不需要加电阻R1。

这样电压互感器副边输出为电流信号,这与电流互感器副边输出信号相似。

交流信号放大电路工作原理可由下式表示:错误!未找到引用源。

(2.4) 通过R2将传感器输出的电流信号转变为电压信号Ui UiSPT204APTI Io2Io1Va R1100K 12图2-8 信号放大电路b.二阶滤波电路图2-9为二阶滤波电路,截至频率为 2.5KHz 。

图2-9 二阶滤波电路c.单极性转换电路由于设计采用的DSP 自带的AD ,其采样要求输入信号为0~3.3V ,故接入其引脚的信号电压也不能超过 3.3V 所以必须对放大电路给出的双极性信号做进一步处理。

单极性转换电路如下图2-10所示[6]。

图2-10 单极性转换电路1.2.3常用交流电压采样电路 3交流电压变送器以0~5 V的交流电压作为输出信号。

因TMS320F2812的A/D 输入信号范围为0~3 V.因此必须添加合适的调理电路以满足A/D输入的要求。

交流电压调理电路见图2-11,由图可知该电路由3部分组成:第1部分为射极跟随器.以提高电路的输入阻抗:第2部分是电压偏移电路:第3部分为箝位限幅电路,以保证输出电压信号在0~3 V,满足TMS320F2812的A/D输入信号范围[7]。

图2-11 交流电压信号调理电路1.2.4常用交流电压采样电路 4系统电压经过相应的传感器后,统一变换为适当幅值的电压信号,经调理电路后,进行A/D转换。

图2-12为采样电路原理图。

图2-12 系统电压的采样电路从图2-12可知,系统输出电压的采样电路由四部分组成,第一部分是由LF353的运放构成的电压跟随器,R131和C109是为了抑制干扰。

第二部分为电平抬升电路,将围绕零电平波动的信号提升为单极性信号,第三部分进行跟随,第四部分为进入A/D前的保护部分,防止信号异常导致DSP芯片损坏[4]。

1.2.5常用交流电压采样电路 5相电压检测电路如图2-13所示,该电路采用了运算放大器加电压跟随器的方式,电压跟随器起到了隔离作用,以便在A/D入口前进行阻抗匹配。

在A/D入口端采用二极管钳位,防止A/D输入电压越界。

来自检测通道的电压互感器的电流号经运算放大器转换为电压信号后经电压平移后将交流量信号转换为0~3.3V的单极性电压信号接入DSP的A/D通道引脚[8]。

图2-13 相电压采样电路1.3 常用交流电流采样电路及其特点1.3.1常见交流电流采样电路 1a.电流转换电路图2-14电流转换电路,其中CT 为霍尔电流传感器DT50-P ,它的性能也稳定可靠,易于安装。

如何选择电阻R 比较简单,可以参考上面交流电压转换电路,这里就不再赘述。

DT-50P +15V -15V R 1TVS1R 1R 1R 2R 3C1C2+-I o 电流转换电路滤波补偿电路图2-14 交流信号采样电路DT-50P+15V-15V图2-15 电流转换电路b.滤波补偿电路由于电压电流的检测点就是STATCOM 接入电网的同一点,其谐波干扰还是比较大的滤波补偿电路。

那么三相电压电流经过各自的转换电路后必须进入了滤波补偿电路包含两部分:一部分为RC 滤波,另一部分为相位补偿,如图2-16所示[5]。

R1TVS1R1R1R2R3C1C2+-Io图2-16 滤波补偿电路1.3.2常见交流电流采样电路 2a.信号放大电路交流信号放大电路见图2-17所示。

本设计采用的互感器为国内最新的高精度电流互感器(SCT254AZ)。

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