CN110967579A - 一种无负荷计量回路自动检测设备的测试源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无负荷计量回路自动检测设备的测试源，包括电源电路、三相纯正弦波逆变专用电路、人机交互电路、取样反馈电路、功率放大电路以及电压和电路源输出电路，所述三相纯正弦波逆变专用电路分别与电源电路、人机交互电路、取样反馈电路、功率放大电路相连，所述电源电路分别与人机交互电路、取样反馈电路、功率放大电路相连。该装置结合电源电路、三相纯正弦波逆变专用电路和取样反馈电路等辅助电路实现三相源的电压闭环控制、过流保护、过压和欠压保护，并且在简化电路以缩小三相测试源体积的同时提高了工作效率，降低了功耗。

Description

一种无负荷计量回路自动检测设备的测试源

技术领域

本发明涉及电气检测领域，尤其涉及一种无负荷计量回路自动检测设备的测试源。

背景技术

有资料显示，目前在中低压计量柜内安装电压互感器PT、电流互感器CT、电能表、采集终端和联合接线盒，是中低压电能计量安装业务的常规工作。但现有的用户侧计量柜特别是10KV及以下中低压用户的计量二次回路的安装调试工作模式还比较落后，由于装接作业完成后用户通常处于无负荷不通电状态，导致不能判断计量回路的安装是否正确，可能产生由于人为因素和操作不规范导致计量二次回路接线错误的状况，给电网和客户造成不必要的损失和纠纷。

中国专利文献CN104734527A公开了一种“三相程控交流电源装置”。采用了不控整流电路、逆变电路、交流LC滤波电路、被测逆变器、人机界面、隔离驱动电路、主控单元、升压电路、隔离反馈电路，其特征是：不控整流电路输入市电后将交流电变为脉动的直流电，经电解电容滤波后成为直流电，再连接到Boost升压电路，通过Boost升压电路连接到三相全桥逆变电路，再由三相全桥逆变电路输出到交流LC滤波电路后到被测逆变器和隔离反馈电路，隔离反馈电路采用霍尔JCE-L25P电压采样电路和霍尔JCE25-TSNP电流采样电路，采集的电压和电流反馈到主控单元，由主控单元产生的PWM控制信号通过隔离驱动电路产生的PWM驱动信号驱动逆变电路，主控单元与人机界面连接。该装置存在着体积大，没有内部电池组，无法在没有外部电源下工作，成本高，不便携。

发明内容

本发明主要解决原有的检测装置体积大，缺少内部电源，不便携的技术问题，提供一种无负荷计量回路自动检测设备的测试源，结合电源电路、三相纯正弦波逆变专用电路和取样反馈电路等辅助电路实现三相源的电压闭环控制、过流保护、过压和欠压保护，并且在简化电路以缩小三相测试源体积的同时提高了工作效率，降低了功耗。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括电源电路、三相纯正弦波逆变专用电路、人机交互电路、取样反馈电路、功率放大电路以及电压和电路源输出电路，所述三相纯正弦波逆变专用电路分别与电源电路、人机交互电路、取样反馈电路、功率放大电路相连，所述电源电路分别与人机交互电路、取样反馈电路、功率放大电路相连。

作为优选，所述的电源电路包括依次相连的DC-DC电源电路、充放电管理电路、电池和电池保护电路，所述充放电管理电路上的BAT端口与三相纯正弦波逆变专用电路、取样反馈电路相连，KEY端口与人机交互电路相连。

作为优选，所述的DC-DC电源电路包括+5V、+15V和GND三个端口，分别连接其他电路模块的电源输入端。电源电路为其他电路提供+5V和+15V的直流电能。

作为优选，所述的三相纯正弦波逆变专用电路包括EG8030主控芯片电路、过流比较保护电路和三相SPWM信号输出电路，所述EG8030主控芯片电路的TFB端口、AVFB端口、BVFB端口和CVFB端口与取样反馈电路相连，IFBI端口与功率放大电路、取样反馈电路相连，BAT端口与电源电路、取样反馈电路相连，ENH端口、LED端口、BEEP端口和VADJ端口与人机交互电路相连；所述三相SPWM信号输出电路的C-AHO端口、C-ALO端口、C-BHO端口、C-BLO端口、C-CHO端口和C-CLO端口与功率放大电路相连。三相纯正弦波逆变专用电路是整个三相测试源的核心电路，能够采集电流信号、温度信号、三相电压信号，实施处理，实现输出稳压和各项保护功能。

作为优选，所述的三相纯正弦波逆变专用电路的主控芯片为EG8030三相SPWM芯片。该芯片是一款数字化的、功能完善的自带死区控制的三相纯正弦波逆变发生器芯片，有四种工作模式，能产生高精度、失真和谐波都很小的三相SPWM信号。

作为优选，所述的人机交互电路包括三相源输出调节电路、电压电流输出线、电源开关、三相源输出开关、保护报警器和三相源输出指示灯，电源开关、三相源输出开关、保护报警器和三相源输出指示灯依次相连，三相源输出调节电路的VADJ端口，三相源输出开关的ENH端口，保护报警器的BEEP端口，三相源输出指示灯的LED端口与三相纯正弦波逆变专用电路相连，电源开关和三相源输出开关的KEY端口与电源电路相连；电压电流输出线的UA端口、UB端口、UC端口和U0端口与取样反馈电路、电压和电路源输出电路相连，电压电流输出线的Ia0端口、Ib0端口和Ic0与电压和电路源输出电路相连。人机交互电路实现电源的开闭和三相源输出电压的调节，在电源工作时，三相源输出指示灯亮起，若出现故障，三相源输出开关自动断开并且保护报警器响起提醒用户，实现电源的开关控制、输出指示，报警指示和线路连接等交互让客户有良好的操控体验。

作为优选，所述的取样反馈电路包括温度取样电路、电池取样电路、电流取样电阻电路和输出电压反馈电路，温度取样电路的TFB、输出电压反馈电路的AVFB端口、BVFB端口和CVFB端口与三相纯正弦波逆变专用电路相连，电流取样电阻电路的IFBI端口与功率放大电路、三相纯正弦波逆变专用电路相连，电池取样电路的BAT端口与电源电路、三相纯正弦波逆变专用电路相连，输出电压反馈电路的UA端口、UB端口、UC端口和U0端口与电压和电路源输出电路、人机交互电路相连。取样反馈电路包括温度取样电路、电池取样电路、电流取样电阻电路和输出电压反馈电路多种监测电路，当测试源出现温度异常、电池故障以及电流异常等现象时，立即反映给人机交互电路，关闭三相源输出开关并报警，以实现三相源的电压闭环控制、过流保护、过压和欠压保护。

作为优选，所述的功率放大电路5包括依次相连的SPWM信号驱动电路5.1、H桥功率放大电路5.2和滤波电路5.3，SPWM信号驱动电路5.1的C-AHO端口、C-ALO端口、C-BHO端口、C-BLO端口、C-CHO端口和C-CLO端口与三相纯正弦波逆变专用电路2相连，滤波电路5.3的UA-OUT端口、UB-OUT端口和UC-OUT端口与电压和电路源输出电路6相连。功率放大电路用于放大电路的输出级。

作为优选，所述的电压和电路源输出电路包括三组输入信号、三组变压器和六组输出信号，所述三组输入信号的UA-OUT端口、UB-OUT端口和UC-OUT端口与功率放大电路相连，所述六组输出信号中的UA端口、UB端口、UC端口和U0端口与人机交互电路、取样反馈电路相连，所述六组输出信号中的Ia0端口、Ib0端口和Ic0端口与人机交互电路相连。电压和电路源输出电路用于将三相SPWM信号转换成三路正弦波电压源和三相正弦波电流源输出，以实现检测设备的专用供电。

本发明的有益效果是：结合电源电路、三相纯正弦波逆变专用电路和取样反馈电路等辅助电路实现三相源的电压闭环控制、过流保护、过压和欠压保护，并且在简化电路以缩小三相测试源体积的同时提高了工作效率，降低了功耗。

附图说明

图1是本发明的一种电路原理连接结构框图。

图2是本发明的电源电路的电路原理连接结构图。

图3是本发明的三相纯正弦波逆变专用电路的电路原理连接结构图。

图4是本发明的人机交互电路的电路原理连接结构图。

图5是本发明的取样反馈电路的电路原理连接结构图。

图6是本发明的功率放大电路的电路原理连接结构图。

图7是本发明的电压和电路源输出电路的电路原理连接结构图。

图中1电源电路，1.1，DC-DC电源电路，1.2充放电管理电路，1.3电池，1.4电池保护电路，2三相纯正弦波逆变专用电路，2.1EG8030主控芯片电路，2.2过流比较保护电路，2.3三相SPWM信号输出电路，3人机交互电路，3.1三相源输出调节电路，3.2电压电流输出线，3.3电源开关，3.4三相源输出开关，3.5保护报警器，3.6三相源输出指示灯，4取样反馈电路，4.1温度取样电路，4.2电池取样电路，4.3输出电压反馈电路，4.4输出电压反馈电路，5功率放大电路，5.1SPWM信号驱动电路，5.2H桥功率放大电路，5.3滤波电路，6电压和电路源输出电路。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种无负荷计量回路自动检测设备的测试源，如图1所示，包括电源电路1、三相纯正弦波逆变专用电路2、人机交互电路3、取样反馈电路4、功率放大电路5以及电压和电路源输出电路6，三相纯正弦波逆变专用电路2分别与电源电路1、人机交互电路3、取样反馈电路4、功率放大电路5相连，电源电路1分别与人机交互电路3、取样反馈电路4、功率放大电路5相连。

电源电路1如图2所示包括依次相连的DC-DC电源电路1.1、充放电管理电路1.2、电池1.3和电池保护电路1.4，DC-DC电源电路1.1包括+5V、+15V和GND三个端口，分别连接其他电路模块的电源输入端，用于为其他电路提供+5V和+15V的直流电能。充放电管理电路1.2上的BAT端口与三相纯正弦波逆变专用电路2、取样反馈电路4相连，KEY端口与人机交互电路3相连。

三相纯正弦波逆变专用电路2如图3所示，主控芯片为EG8030三相SPWM芯片，是一款数字化的、功能完善的自带死区控制的三相纯正弦波逆变发生器芯片，有四种工作模式，能产生高精度、失真和谐波都很小的三相SPWM信号。包括EG8030主控芯片电路2.1、过流比较保护电路2.2和三相SPWM信号输出电路2.3，EG8030主控芯片电路2.1的TFB端口、AVFB端口、BVFB端口和CVFB端口与取样反馈电路4相连，IFBI端口与功率放大电路5、取样反馈电路4相连，BAT端口与电源电路1、取样反馈电路4相连，ENH端口、LED端口、BEEP端口和VADJ端口与人机交互电路3相连；三相SPWM信号输出电路2.3的C-AHO端口、C-ALO端口、C-BHO端口、C-BLO端口、C-CHO端口和C-CLO端口与功率放大电路相连。三相纯正弦波逆变专用电路2是整个三相测试源的核心电路，能够采集电流信号、温度信号、三相电压信号，实施处理，实现输出稳压和各项保护功能。

人机交互电路3如图4所示，包括三相源输出调节电路3.1、电压电流输出线3.2、电源开关3.3、三相源输出开关3.4、保护报警器3.5和三相源输出指示灯3.6，电源开关3.3、三相源输出开关3.4、保护报警器3.5和三相源输出指示灯3.6依次相连，三相源输出调节电路3.1的VADJ端口，三相源输出开关3.4的ENH端口，保护报警器3.5的BEEP端口，三相源输出指示灯3.6的LED端口与三相纯正弦波逆变专用电路2相连，电源开关3.3和三相源输出开关3.4的KEY端口与电源电路1相连；电压电流输出线3.2的UA端口、UB端口、UC端口和U0端口与取样反馈电路4、电压和电路源输出电路6相连，电压电流输出线3.2的Ia0端口、Ib0端口和Ic0与电压和电路源输出电路6相连。人机交互电路3实现电源的开闭和三相源输出电压的调节，在电源工作时，三相源输出指示灯3.6亮起，若出现故障，三相源输出开关3.4自动断开并且保护报警器3.5响起提醒用户，实现电源的开关控制、输出指示，报警指示和线路连接等交互让客户有良好的操控体验。取样反馈电路4如图5所示，包括温度取样电路4.1、电池取样电路4.2、电流取样电阻电路4.3和输出电压反馈电路4.4，温度取样电路4.1的TFB、输出电压反馈电路4.4的AVFB端口、BVFB端口和CVFB端口与三相纯正弦波逆变专用电路2相连，电流取样电阻电路4.3的IFBI端口与功率放大电路5、三相纯正弦波逆变专用电路2相连，电池取样电路4.2的BAT端口与电源电路1、三相纯正弦波逆变专用电路2相连，输出电压反馈电路4.4的UA端口、UB端口、UC端口和U0端口与电压和电路源输出电路6、人机交互电路3相连。当测试源出现温度异常、电池故障以及电流异常等现象时，立即反映给人机交互电路3，关闭三相源输出开关3.4并报警，以实现三相源的电压闭环控制、过流保护、过压和欠压保护。

功率放大电路5如图6所示，用于放大电路的输出级，包括依次相连的SPWM信号驱动电路5.1、H桥功率放大电路5.2和滤波电路5.3，SPWM信号驱动电路5.1的C-AHO端口、C-ALO端口、C-BHO端口、C-BLO端口、C-CHO端口和C-CLO端口与三相纯正弦波逆变专用电路2相连，滤波电路5.3的UA-OUT端口、UB-OUT端口和UC-OUT端口与电压和电路源输出电路6相连。电压和电路源输出电路6如图7所示包括三组输入信号、三组变压器和六组输出信号，所述三组输入信号的UA-OUT端口、UB-OUT端口和UC-OUT端口与功率放大电路5相连，所述六组输出信号中的UA端口、UB端口、UC端口和U0端口与人机交互电路3、取样反馈电路4相连，所述六组输出信号中的Ia0端口、Ib0端口和Ic0端口与人机交互电路3相连。用于将三相SPWM信号转换成三路正弦波电压源和三相正弦波电流源输出，以实现检测设备的专用供电。

工作时，电源电路1为其他电路提供+5V和+15V的直流电能，通过功率放大电路5、电压和电流源输出电路6将三相SPWM信号转换成三路正弦波电压源和三相正弦波电流源输出，以实现检测设备的专用供电，同时通过取样反馈电路4实现三相源的电压闭环控制、过流保护、过压和欠压保护，若出现异常，立即通过三相纯正弦波逆变专用电路2控制人机交互电路3实现电源的开关控制、输出指示、报警指示和线路连接等交互，以确保安全顺利工作。

Claims (9)

1.一种无负荷计量回路自动检测设备的测试源，其特征在于，包括电源电路(1)、三相纯正弦波逆变专用电路(2)、人机交互电路(3)、取样反馈电路(4)、功率放大电路(5)以及电压和电路源输出电路(6)，所述三相纯正弦波逆变专用电路(2)分别与电源电路(1)、人机交互电路(3)、取样反馈电路(4)、功率放大电路(5)相连，所述电源电路(1)分别与人机交互电路(3)、取样反馈电路(4)、功率放大电路(5)相连。

2.根据权利要求1所述的一种无负荷计量回路自动检测设备的测试源，其特征在于，所述电源电路(1)包括依次相连的DC-DC电源电路(1.1)、充放电管理电路(1.2)、电池(1.3)和电池保护电路(1.4)，所述充放电管理电路(1.2)上的BAT端口与三相纯正弦波逆变专用电路(2)、取样反馈电路(4)相连，KEY端口与人机交互电路(3)相连。

3.根据权利要求1所述的一种无负荷计量回路自动检测设备的测试源，其特征在于，所述DC-DC电源电路(1.1)包括+5V、+15V和GND三个端口，分别连接其他电路模块的电源输入端。

4.根据权利要求1所述的一种无负荷计量回路自动检测设备的测试源，其特征在于，所述三相纯正弦波逆变专用电路(2)包括EG8030主控芯片电路(2.1)、过流比较保护电路(2.2)和三相SPWM信号输出电路(2.3)，所述EG8030主控芯片电路(2.1)的TFB端口、AVFB端口、BVFB端口和CVFB端口与取样反馈电路(4)相连，IFBI端口与功率放大电路(5)、取样反馈电路(4)相连，BAT端口与电源电路(1)、取样反馈电路(4)相连，ENH端口、LED端口、BEEP端口和VADJ端口与人机交互电路(3)相连；所述三相SPWM信号输出电路(2.3)的C-AHO端口、C-ALO端口、C-BHO端口、C-BLO端口、C-CHO端口和C-CLO端口与功率放大电路相连。

5.根据权利要求4所述的一种无负荷计量回路自动检测设备的测试源，其特征在于，所述三相纯正弦波逆变专用电路(2)的主控芯片为EG8030三相SPWM芯片。

6.根据权利要求1所述的一种无负荷计量回路自动检测设备的测试源，其特征在于，所述人机交互电路(3)包括三相源输出调节电路(3.1)、电压电流输出线(3.2)、电源开关(3.3)、三相源输出开关(3.4)、保护报警器(3.5)和三相源输出指示灯(3.6)，电源开关(3.3)、三相源输出开关(3.4)、保护报警器(3.5)和三相源输出指示灯(3.6)依次相连，三相源输出调节电路(3.1)的VADJ端口，三相源输出开关(3.4)的ENH端口，保护报警器(3.5)的BEEP端口，三相源输出指示灯(3.6)的LED端口与三相纯正弦波逆变专用电路(2)相连，电源开关(3.3)和三相源输出开关(3.4)的KEY端口与电源电路(1)相连；电压电流输出线(3.2)的UA端口、UB端口、UC端口和U0端口与取样反馈电路(4)、电压和电路源输出电路(6)相连，电压电流输出线(3.2)的Ia0端口、Ib0端口和Ic0与电压和电路源输出电路(6)相连。

7.根据权利要求1所述的一种无负荷计量回路自动检测设备的测试源，其特征在于，所述取样反馈电路(4)包括温度取样电路(4.1)、电池取样电路(4.2)、电流取样电阻电路(4.3)和输出电压反馈电路(4.4)，温度取样电路(4.1)的TFB、输出电压反馈电路(4.4)的AVFB端口、BVFB端口和CVFB端口与三相纯正弦波逆变专用电路(2)相连，电流取样电阻电路(4.3)的IFBI端口与功率放大电路(5)、三相纯正弦波逆变专用电路(2)相连，电池取样电路(4.2)的BAT端口与电源电路(1)、三相纯正弦波逆变专用电路(2)相连，输出电压反馈电路(4.4)的UA端口、UB端口、UC端口和U0端口与电压和电路源输出电路(6)、人机交互电路(3)相连。

8.根据权利要求1所述的一种无负荷计量回路自动检测设备的测试源，其特征在于，所述功率放大电路(5)包括依次相连的SPWM信号驱动电路(5.1)、H桥功率放大电路(5.2)和滤波电路(5.3)，SPWM信号驱动电路(5.1)的C-AHO端口、C-ALO端口、C-BHO端口、C-BLO端口、C-CHO端口和C-CLO端口与三相纯正弦波逆变专用电路(2)相连，滤波电路(5.3)的UA-OUT端口、UB-OUT端口和UC-OUT端口与电压和电路源输出电路(6)相连。

9.根据权利要求1所述的一种无负荷计量回路自动检测设备的测试源，其特征在于，所述电压和电路源输出电路(6)包括三组输入信号、三组变压器和六组输出信号，所述三组输入信号的UA-OUT端口、UB-OUT端口和UC-OUT端口与功率放大电路(5)相连，所述六组输出信号中的UA端口、UB端口、UC端口和U0端口与人机交互电路(3)、取样反馈电路(4)相连，所述六组输出信号中的Ia0端口、Ib0端口和Ic0端口与人机交互电路(3)相连。

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