一种交流电的测量电路的制作方法

专利检索2026-05-07  7


本申请涉及交流电测量,尤其是涉及一种交流电的测量电路。


背景技术:

1、目前,对交流电的电压幅值测量常用的方法是采用电压互感器、罗氏线圈、电阻分压等方式,对交流电的频率测量常用的方法是采用过零比较器,得到方波信号,通过测量上升沿、下降沿时间,得到周期(频率)。不仅无法一次性测量得到交流电的电压幅值和频率,并且需要占用单片机的多个引脚。


技术实现思路

1、鉴于现有的交流电测量技术中对无法一次性测量得到交流电的电压幅值和频率,并且需要占用单片机的多个引脚的问题,本申请提出一种交流电的测量电路。

2、本申请提出了一种交流电的测量电路,所述测量电路包括变压整流电路和比较电路,其中,所述变压整流电路的第一输入端与交流电的火线连接,所述变压整流电路的第二输入端与交流电的零线连接,所述变压整流电路的输出端与所述比较电路的输入端连接,所述比较电路的输出端与单片机连接。

3、可选地,所述变压整流电路包括变压子电路和整流子电路,其中,所述变压子电路的第一输入端作为所述变压整流电路的第一输入端与交流电的火线连接,所述变压子电路的第二输入端作为所述变压整流电路的第二输入端与交流电的零线连接,所述变压子电路的第一输出端与所述整流子电路的第一输入端连接,所述变压子电路的第二输出端与所述整流子电路的第二输入端连接,所述整流子电路的输出端作为所述变压整流电路的输出端与所述比较电路的输入端连接。

4、可选地,所述变压子电路包括变压器,其中,所述变压器的第一输入端作为所述变压子电路的第一输入端与交流电的火线连接,所述变压器的第二输入端作为所述变压子电路的第二输入端与交流电的零线连接,所述变压器的第一输出端作为所述变压子电路的第一输出端与所述整流子电路的第一输入端连接,所述变压器的第二输出端作为所述变压子电路的第二输出端与所述整流子电路的第二输入端连接。

5、可选地,所述整流子电路包括整流桥,所述整流桥包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管,其中,第一二极管的阴极与第二二极管的阳极连接,第二二极管的阴极与第三二极管的阴极连接,第三二极管的阳极与第四二极管的阴极连接,第四二极管的阳极与第一二极管的阳极连接,在第一二极管的阴极与第二二极管的阳极之间形成有第一连接点,所述第一连接点作为所述整流子电路的第一输入端与所述变压子电路的第一输出端连接,在第四二极管的阴极与第三二极管的阳极之间形成有第二连接点,所述第二连接点作为所述整流子电路的第二输入端与所述变压子电路的第二输出端连接,在第二二极管的阴极与第三二极管的阴极之间形成有第三连接点,所述第三连接点作为所述整流子电路的输出端与所述比较电路的输入端连接。

6、可选地,所述比较电路包括比较子电路和保护子电路,其中,所述比较子电路的第一输入端接收电压阈值,所述比较子电路的第二输入端作为比较电路的输入端与所述变压整流电路的输出端连接,所述比较子电路的输出端与所述保护子电路的输入端连接,所述保护子电路的输出端作为所述比较电路的输出端与单片机连接。

7、可选地,所述比较子电路包括比较器和第一电阻,其中,所述第一电阻的一端作为所述比较子电路的输入端与所述变压整流电路的输出端连接,所述第一电阻的另一端与所述比较器的第二输入端连接,所述比较器的第一输入端接收电压阈值,所述比较器的输出端作为所述比较子电路的输出端与所述保护子电路的输入端连接。

8、可选地,所述保护子电路包括第五二极管、第二电阻、第三电阻、三极管、光电耦合器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、反相器,其中,所述第五二极管的阳极作为所述保护子电路的输入端与所述比较子电路的输出端连接,所述第五二极管的阴极与第二电阻的一端连接,所述第二电阻的另一端与所述三极管的基极连接,所述第三电阻的一端与所述第五二极管的阴极连接,所述第三电阻的另一端接地,所述三极管的发射极接地,所述第四电阻一端与第一电源连接,所述第四电阻的另一端与所述光电耦合器的第一端连接,所述第五电阻的一端与第二电源连接,所述第五电阻的另一端与所述光电耦合器的第二端连接,所述光电耦合器的第三端接地,所述光电耦合器的第四端与所述三极管的集电极连接,所述第六电阻的一端与所述第五电阻的另一端连接,所述第六电阻的另一端与反相器的输入端连接,所述反相器的输出端作为所述保护子电路的输出端与单片机连接。

9、可选地,所述测量电路还包括电压转换电路,其中,所述电压转换电路的输入端与所述变压整流电路的输出端连接,所述电压转换电路的第一输出端输出第一电源,所述电压转换电路的第二输出端输出第二电源。

10、可选地,所述电压转换电路包括第六二极管、第一电压转换芯片、第二电压转换芯片、发光二极管、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容,其中,所述第六二极管的阳极作为所述电压转换电路的输入端,所述第六二极管的阴极与第一电压转换芯片的输入端连接,所述第一电压转换芯片的输出端作为所述电压转换电路的第一输出端输出第一电源,所述第二电压转换芯片的输入端与第一电压转换芯片的输出端连接,所述第二电压转换芯片的输出端作为所述电压转换电路的第二输出端输出第二电源,所述第一电容的一端与第六二极管的阴极连接,所述第一电容的另一端接地,所述第二电容的一端与第一电压转换芯片的输入端连接,所述第二电容的另一端与第一电容的另一端连接,所述第一电压转换芯片的接地端接地,所述第三电容的一端与所述第一电压转换芯片的输出端连接,所述第三电容的另一端接地,所述第四电容的一端与第三电容的一端连接,所述第四电容的另一端与第三电容的另一端连接,所述发光二极管的阳极与第二电压转换芯片的输入端连接,所述发光二极管的阴极与第七电阻的一端连接,所述第七电阻的另一端接地,所述第二电压转换芯片的第一接地端与第七电阻的另一端连接,所述第五电容的一端与第二电压转换芯片的输出端连接,所述第五电容的另一端与第二电压转换芯片的第二接地端连接,所述第六电容的一端与第五电容的一端连接,所述第六电容的另一端与第五电容的另一端连接,所述第六电容的另一端还接地。

11、可选地,所述测量电路还包括阈值电压生成电路,其中,所述阈值电压生成电路的输出端与所述比较子电路的第一输入端连接,以将阈值电压传输至比较子电路中。

12、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。



技术特征:

1.一种交流电的测量电路,其特征在于,所述测量电路包括变压整流电路和比较电路,

2.根据权利要求1所述的测量电路,其特征在于,所述变压整流电路包括变压子电路和整流子电路,

3.根据权利要求2所述的测量电路,其特征在于,所述变压子电路包括变压器,

4.根据权利要求2所述的测量电路,其特征在于,所述整流子电路包括整流桥,所述整流桥包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管,

5.根据权利要求1所述的测量电路,其特征在于,所述比较电路包括比较子电路和保护子电路,

6.根据权利要求5所述的测量电路,其特征在于,所述比较子电路包括比较器和第一电阻,

7.根据权利要求5所述的测量电路,其特征在于,所述保护子电路包括第五二极管、第二电阻、第三电阻、三极管、光电耦合器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、反相器,

8.根据权利要求1所述的测量电路,其特征在于,所述测量电路还包括电压转换电路,

9.根据权利要求8所述的测量电路,其特征在于,所述电压转换电路包括第六二极管、第一电压转换芯片、第二电压转换芯片、发光二极管、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容,

10.根据权利要求5所述的测量电路,其特征在于,所述测量电路还包括阈值电压生成电路,


技术总结
本申请提供了一种交流电的测量电路,所述测量电路包括变压整流电路和比较电路,其中,所述变压整流电路的第一输入端与交流电的火线连接,所述变压整流电路的第二输入端与交流电的零线连接,所述变压整流电路的输出端与所述比较电路的输入端连接,所述比较电路的输出端与单片机连接。本申请通过变压整流电路对交流电进行整流变压,通过比较电路得到交流电的方波信号,以使单片机可以根据方波信号确定交流电的周期和幅值,解决了现有的交流电测量技术中对无法一次性测量得到交流电的电压幅值和频率,并且需要占用单片机的多个引脚的问题,达到准确高效的测量交流电的电压幅值和频率的同时,减少了对单片机的引脚的占用。

技术研发人员:王兴旭,袁赫,杨毅,李常礼,刘文祥,刘轶轩
受保护的技术使用者:沈阳帝信人工智能产业研究院有限公司
技术研发日:20230817
技术公布日:2024/5/29
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