CN106094964A - 具有电能采样差分放大电路的微处理器 - Google Patents

具有电能采样差分放大电路的微处理器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有电能采样差分放大电路的微处理器。互感器输出的电压信号分别通过由第一、二、三、四电阻和第一集成运放组成第一反比例放大电路；以及由第六、七、八、十二电阻和第二集成运放组成第二反比例放大电路得到的差模信号与共模信号，又分别通过第五电阻、第一电容和第九电阻、第二电容输入到电能芯片，电能芯片将处理得到的信号给微处理器；互感器二次侧的电压信号经过第十、十一电阻分压后，此电压信号经第十三、十四、十五、十六、十七电阻和第三集成运放组成的放大电路，得到放大信号，再经第十六电阻、第三电容和第四集成运放组成的电压跟随电路可进入微处理器。本发明运用到产品中，节约产品成本又提高控制器保护精度。

Description

具有电能采样差分放大电路的微处理器
技术领域
本发明属于一种低压电器微处理器，特别是涉及一种具有电能采样差分放大电路的微处理器。
背景技术
随着低压电器发展到智能化时代，对于低压保护电器要求越来越高，已经不仅限于电流保护和剩余电流保护，还要有电能参数的电压、功率因数、频率、有功功率、无功功率的测量、通讯、谐波分析等功能。现行智能控制器实现电能参数测量和四段保护则是经过一路信号处理给微处理器，再由微处理器进行计算，处理。微处理器既要实现基本的过电流保护和剩余电流保护，还有实现电能参数的运算、处理、比较、判断。这样就会影响微处理器的运行速度，运行速度降低就会使低压控制器的保护精度降低。保护精度降低就会使低压断路器在市场的竞争力大大降低。如果降低对微处理器的影响，那就需要选用高等级的微处理器，这样就会提高低压电器的成本，同时也可能导致微处理器的外形尺寸增大，这样就不便于安装。高等级的微处理器对编程人员的水平也有一定的要求，这样就会提高人工成本。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种差分采样电路与电能芯片一起来实现电能电网参数的采样、计算、测量的具有电能采样差分放大电路的微处理器。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：互感器(T1)二次侧出线端的一端接第二电阻(R2)的一端，所述第二电阻(R2)的另一端接第一集成运放(U1)的负向输入端，同时与第三电阻(R3)的一端连接，所述第三电阻(R3)的另一端与所述第一集成运放(U1)的输出端连接，同时与第四电阻(R4)的一端连接，所述第四电阻(R4)的另一端与第一电容(C1)和第五电阻(R5)一端一起连接，所述第一电容(C1)的另一端接地；所述第五电阻(R5)的另一端接电能芯片(U5)；所述第一集成运放(U1)的正向输入端接第一电阻(R1)的一端，所述第一电阻(R1)的另一端接地；第六电阻(R6)的一端接地，所述第六电阻(R6)另一端接第二集成运放(U2)的正向输入端；所述第二集成运放(U2)的负向输入端接第七电阻(R7)的一端，同时接第十二电阻(R12)的一端，所述第七电阻(R7)的另一端接所述互感器(T1)二次侧的另一端；所述第十二电阻(R12)的另一端接所述第二集成运放(U2)的输出端，同时接第八电阻(R8)的一端，所述接第八电阻(R8)的另一端与第二电容(C2)的一端和第九电阻(R9)的一端相接；所述第二电容(C2)的另一端接地，所述第九电阻(R9)的另一端接所述电能芯片(U5)，所述电能芯片(U5)与微处理器(U6)相接。
第十一电阻(R11)的一端接所述互感器(T1)二次侧的一端，所述第十一电阻(R11)的另一端接第十电阻(R10)和第十四电阻(R14)的一端；所述第十电阻(R10)的另一端接所述互感器(T1)二次侧的另一端；所述第十四电阻(R14)的另一端接第三集成运放(U3)的正向输入端，同时接第十三电阻(R13)的一端，所述第十三电阻(R13)的另一端接地；第十五电阻(R15)的一端接所述互感器(T1)的二次侧的另一端，所述第十五电阻(R15)的另一端接第十六电阻(R16)和第十七电阻(R17)的一端并与所述第三集成运放(U3)的负向输入端相接；所述第十六电阻(R16)的另一端接地；所述第十七电阻(R17)的另一端接所述第三集成运放(U3)的输出端，同时与第十八电阻(R18)相接，所述第十八电阻(R18)的另一端接第三电容(C3)的一端并和第四集成运放(U4)的正向输入端相接，所述第三电容(C3)的另一端接地；所述第四集成运放(U4)反向输入端与输出端相连接，并接所述微处理器(U6)。
本发明具有的优点和积极效果是：由于是采用两路信号处理，一路为基本保护信号、一路为电能参数信号。其中经过差分放大电路处理电压信号，由电能芯片进行处理、计算。电能芯片将处理好的各项电参数的信号给微处理器，微处理器只进行判断、显示、驱动等操作。完全不会影响微处理器的运行速度，这样基本保护功能可以可靠的实现。本发明运用到产品中，即节约产品成本，又提高控制器保护精度。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如图1所示：互感器T1二次侧出线端接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接集成运放U1的负向输入端，同时与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与集成运放U1的输出端连接，同时与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与电容C1和电阻R5的一端连接，电容C1的一端接地；电阻R5的另一端接电能芯片U5。集成运放U1的正向输入端接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地。电阻R6的一端接地，电阻R6另一端接集成运放U2的正向输入端；集成运放U2的负向输入端接电阻R7的一端，同时接电阻R12的一端，电阻R7的另一端接互感器二次侧的另一端；电阻R12的另一端接集成运放U2的输出端，同时接电阻R8的一端，电阻R8的另一端与电容C2的一端和电阻R9的一端相接；电容C2的另一端接地，电阻R9的另一端接U5电能芯片，电能芯片U5与微处理器U6相接。
电阻R11的一端接互感器T1二次侧，电阻R11的另一端接电阻R10和R14的一端；电阻R10的另一端接互感器二次侧的另一端；电阻R14的另一端接集成运放U3的正向输入端，同时接电阻R13的一端，电阻R13的另一端接地。电阻R15的一端接互感器T1的二次侧的另一端，电阻R15的另一端接电阻R16和电阻R17的一端；电阻R16的另一端接地；电阻R17的另一端接集成运放U3的输出端，同时与电阻R18的一端相接，电阻R18的另一端接电容C3的一端并和集成运放U4的正向输入端相接，电容C3的另一端接地；集成运放U4反向输入端与输出端相连接，并接微处理器U6。
功能描述：互感器T1输出的电压信号从电阻R2、电阻R7分别介入集成运放U1、U2；电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和集成运放U1组成反比例放大电路；电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R12和集成运放U2组成反比例放大电路；互感器二次侧两个出线端分别经两个反比例放大电路，得到的差模信号与共模信号分别电阻R5、电容C1和电阻R9、电容C2得到电能芯片U5能够识别的信号，电能芯片经过运算、处理得到频率信号、功率因数、有功功率、无功功率信号给微处理器U6，微处理器经过处理、判断送去显示或者驱动，从而实现了控制器的电能参数的测量和保护功能。
互感器T1二次侧的电压信号经过电阻R10、R11电阻分压；分压后电压信号经电阻R14、电阻R13、电阻R15、电阻R16、电阻R17和集成运放U3组成的放大电路，得到放大信号，经电阻R16、电容C3和集成运放U4组成的电压跟随电路进入微处理器U6。微处理器U6经过处理和运算实现原有的过电流保护和剩余电流保护。

Claims (1)

1.一种具有电能采样差分放大电路的微处理器，其特征是：互感器(T1)二次侧出线端的一端接第二电阻(R2)的一端，所述第二电阻(R2)的另一端接第一集成运放(U1)的负向输入端，同时与第三电阻(R3)的一端连接，所述第三电阻(R3)的另一端与所述第一集成运放(U1)的输出端连接，同时与第四电阻(R4)的一端连接，所述第四电阻(R4)的另一端与第一电容(C1)和第五电阻(R5)一端一起连接，所述第一电容(C1)的另一端接地；所述第五电阻(R5)的另一端接电能芯片(U5)；所述第一集成运放(U1)的正向输入端接第一电阻(R1)的一端，所述第一电阻(R1)的另一端接地；第六电阻(R6)的一端接地，所述第六电阻(R6)另一端接第二集成运放(U2)的正向输入端；所述第二集成运放(U2)的负向输入端接第七电阻(R7)的一端，同时接第十二电阻(R12)的一端，所述第七电阻(R7)的另一端接所述互感器(T1)二次侧的另一端；所述第十二电阻(R12)的另一端接所述第二集成运放(U2)的输出端，同时接第八电阻(R8)的一端，所述接第八电阻(R8)的另一端与第二电容(C2)的一端和第九电阻(R9)的一端相接；所述第二电容(C2)的另一端接地，所述第九电阻(R9)的另一端接所述电能芯片(U5)，所述电能芯片(U5)与微处理器(U6)相接。
第十一电阻(R11)的一端接所述互感器(T1)二次侧的一端，所述第十一电阻(R11)的另一端接第十电阻(R10)和第十四电阻(R14)的一端；所述第十电阻(R10)的另一端接所述互感器(T1)二次侧的另一端；所述第十四电阻(R14)的另一端接第三集成运放(U3)的正向输入端，同时接第十三电阻(R13)的一端，所述第十三电阻(R13)的另一端接地；第十五电阻(R15)的一端接所述互感器(T1)的二次侧的另一端，所述第十五电阻(R15)的另一端接第十六电阻(R16)和第十七电阻(R17)的一端并与所述第三集成运放(U3)的负向输入端相接；所述第十六电阻(R16)的另一端接地；所述第十七电阻(R17)的另一端接所述第三集成运放(U3)的输出端，同时与第十八电阻(R18)相接，所述第十八电阻(R18)的另一端接第三电容(C3)的一端并和第四集成运放(U4)的正向输入端相接，所述第三电容(C3)的另一端接地；所述第四集成运放(U4)反向输入端与输出端相连接，并接所述微处理器(U6)。
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