一种用于电参数谐波分析仪的电压采样电路拓扑[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号(10)授权公告号 CN 203838237 U(45)授权公告日 2014.09.17

(21)申请号 201320658424.8(22)申请日 2013.10.24

(73)专利权人湖北中试电力科技股份有限公司

地址430074 湖北省武汉市东湖新技术开发

区关山大道111号关谷时代广场A座14楼1408-1410室(72)发明人操立军

(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务

所(特殊普通合伙) 42222

代理人鲁力(51)Int.Cl.

G01R 19/25(2006.01)

权利要求书1页 说明书2页 附图1页权利要求书1页 说明书2页 附图1页

(54)实用新型名称

一种用于电参数谐波分析仪的电压采样电路拓扑(57)摘要

本实用新型涉及一种用于电参数谐波分析仪的电压采样电路拓扑，包括一个电压采集芯片以及与电压采集芯片连接的三相电压采集电路，电压采集芯片型号为ADE7880。因此，本实用新型具有如下优点：1.设计合理，结构简单完全实用；2.主控电路板和模块采集板分开，高电压和低电压分开，电压信号采集采用精密互感器隔离采样，采用防浪涌双向钳位二极管，采用防反接电路设计和限流设计，最大限度的起到了保护作用，同时方便维护。3.模拟电路和数字电路分开设计，采用单独的电源分别供电，模拟地和数字地单点接地，有效避免信号的干扰。4.先进的采样芯片ADE7880；采用ADE7880专用采样芯片。CN 203838237 UCN 203838237 U

权 利 要 求 书

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1.一种用于电参数谐波分析仪的电压采样电路拓扑，其特征在于，包括一个电压采集芯片以及与电压采集芯片连接的三相电压采集电路；

所述三相电压采集电路均包括至少六个串联的衰减电阻，与衰减电阻的输出端连接的电压检测互感器，以及与电压检测互感器连接的信号分压过滤电路；

所述电压采集芯片型号为ADE7880。

2.根据权利要求1所述的一种用于电参数谐波分析仪的电压采样电路拓扑，其特征在于，所述信号分压过滤电路包括一个两端连接到电压检测互感器两极的分压电阻，以及连接在电压检测互感器两极的过滤组件。

3.根据权利要求2所述的一种用于电参数谐波分析仪的电压采样电路拓扑，其特征在于，所述过滤组件为电阻与电容的串联电路，串联电路的电阻两端分别接电压检测互感器两极。

4.根据权利要求3所述的一种用于电参数谐波分析仪的电压采样电路拓扑，其特征在于，还包括一个来对滤波后的电压信号进行稳压的双向稳压管，所述双向稳压管并联在过滤组件中电容的两端。

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说 明 书

一种用于电参数谐波分析仪的电压采样电路拓扑

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技术领域

本实用新型涉及一种电压采样电路拓扑，尤其是涉及一种用于电参数谐波分析仪

的电压采样电路拓扑。

[0001]

背景技术

电参数谐波分析设备在国内有很多家做，而且功能上还是比较全的，基于这种原

理架构应该不是很多，因为ADE7880芯片是最新的电能计量芯片，而且自带有谐波分析功能，但是要用这个芯片从一定程度上具有测量的准确性和可靠性能够保证。以前的实现架构大部分都是DSP加ADC数据采集，利用FFT算法进行计算的模式。

[0002]

实用新型内容

[0003] 本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：[0004] 一种用于电参数谐波分析仪的电压采样电路拓扑，其特征在于，包[0005] 括一个电压采集芯片以及与电压采集芯片连接的三相电压采集电路。[0006] 在上述的一种用于电参数谐波分析仪的电压采样电路拓扑，所述三相电压采集电路均包括至少六个串联的衰减电阻，与衰减电阻的输出端连接的电压检测互感器，以及与电压检测互感器连接的信号分压过滤电路。

[0007] 在上述的一种用于电参数谐波分析仪的电压采样电路拓扑，所述信号分压过滤电路包括一个两端连接到电压检测互感器两极的分压电阻，以及连接在电压检测互感器两极的过滤组件。

[0008] 在上述的一种用于电参数谐波分析仪的电压采样电路拓扑，所述过滤组件为电阻与电容的串联电路，串联电路的电阻两端分别接电压检测互感器两极。[0009] 在上述的一种用于电参数谐波分析仪的电压采样电路拓扑，还包括一个来对滤波后的电压信号进行稳压的双向稳压管，所述双向稳压管并联在过滤组件中电容的两端。[0010] 在上述的一种用于电参数谐波分析仪的电压采样电路拓扑，所述电压采集芯片型号为ADE7880。[0011] 因此，本实用新型具有如下优点：1.设计合理，结构简单完全实用；2.[0012] 主控电路板和模块采集板分开，高电压和低电压分开，电压信号采集采用精密互感器隔离采样，采用防浪涌双向钳位二极管，采用防反接电路设计和限流设计，最大限度的起到了保护作用 ，同时方便维护。 3..模拟电路和数字电路分开设计，采用单独的电源分别供电，模拟地和数字地单点接地，有效避免信号的干扰。4.先进的采样芯片ADE7880；采用ADE7880专用采样芯片。附图说明

[0013]

图1为本实用新型的电路拓扑结构示意图。

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说 明 书

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具体实施方式

[0014] 下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。[0015] 实施例：

[0016] 本实用新型包括一个型号为ADE7880的电压采集芯片以及与电压采集芯片连接的三相电压采集电路。

[0017] 三相电压采集电路均包括至少六个串联的衰减电阻，与衰减电阻的输出端连接的电压检测互感器，以及与电压检测互感器连接的信号分压过滤电路；信号分压过滤电路包括一个两端连接到电压检测互感器两极的分压电阻，以及连接在电压检测互感器两极的过滤组件；过滤组件为电阻与电容的串联电路，串联电路的电阻两端分别接电压检测互感器两极。

[0018] 本实用新型还包括一个来对滤波后的电压信号进行稳压的双向稳压管，所述双向稳压管并联在过滤组件中电容的两端。[0019] 工作时，如图1所示，待测的外部三相交流电压信号分别接图1的UAIN、UAAN、UBIN、UBAN、UCIN、UCAN、端子，通过这些端子再接6个精密电阻对外部的电压信号进行衰减，使进入电压互感器的信号比较小，因为在此电路中所选择的电压互感器是电流型电压互感器，所能承受的电流信号是MA级别的，电压互感器出来的信号经过电阻分压以及RC电路的滤波，使其能达到ADE7880采样芯片所能接受的电压范围，另外在这个电路中我们采用了双向稳压管，来对滤波后的电压信号进行稳压，使其钳位在某一个值，所钳位电压信号的大小可根据所选择的双向稳压管来确定。钳位的目的主要是防止采集的电压信号突变，使其电压升高从而对采集芯片ADE7880造成损坏，经过分压、滤波、钳位后的信号送入ADE7880进行信号采集。

[0020] ADE7880是美国ADI公司推出的三相高精度多功能电能计量芯片，内置DSP芯片用于复杂的计算，超越了工业上对电能计量0.2级表的精度和动态的要求。ADE7880的电压和电流通道为24bit ∑-△型ADC，电压和电流有效值在动态范围为1000：1的动态下小于0.1%，电能在动态1000：1 下小于0.1%，在动态3000：1下小于0.2%。ADE7880还能够进行信号谐波采集计算。

[0021] ADE7880提供I2C、SPI、HSDC多种数据接口和3个灵活的脉冲输出，ADE7880可以同时提供基波有功和无功功率，总（基波+谐波）有功和无功功率，视在电能计量，基波有功和无功电能计量和RMS计算。

[0022] ADE7880适合测量各种三相配置下有功，无功和视在电能，如三相三线（角接）、三相四线（星形）以及其他的计量方式，同时也支持电流互感器（CT）和微分线圈电流传感器，支持所有通道的波形数据输出。

[0023] ADE7880支持多种校表方式，每一相阶段，也就是有效值偏移校正，相位校准和增益校准。该CF1、CF2和CF3逻辑输出提供了多种可供选择：总/基波有功/无功功率，总视在功率，或总当前有效值。

[0024] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

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说 明 书 附 图

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图1

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