[实用新型]交流电采样电路

说明书

技术领域

本发明创造涉及一种交流电采样电路。

背景技术

交流电的应用非常广泛，对交流电的采样的准确性对交流用电设备而言非常重要。

通常的交流电的采样方式是，利用二极管对交流电进行整流，再经由电容滤波，从而将交流电处理成直流电，检测该直流电的情况即可获知交流电的情况。现有的这种交流电采样电路存在如下不足：

1、二极管存在门坎电压，当采样的交流电电压小于门坎电压时，二极管整流电路不能正常工作，也就无法对交流电进行采样；

2、二极管存在非线性误差，会造成采样不准确；

3、二极管的温度特性差，易受环境温度影响，容易导致检测不准确。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明创造提供一种交流电采样电路，其采样准确，且不存在门坎电压，可对小电压的交流电进行采样。

为实现上述目的，本发明创造提供以下技术方案。

交流电采样电路，包括运放U1A、电阻R3、电阻R4、电阻R5、比例调整电阻、二极管D1和电容C1，运放U1A的正相输入端经由电阻R3接地，比例调整电阻一端连接运放U1A的反相输入端，另一端作为本交流电采样电路的输入端，运放U1A的输出端作为本交流采样电路的输出端，电阻R5跨接在运放U1A的反相输入端和输出端之间，形成整流电路，电阻R4一端连接运放U1A的反相输入端，另一端输入负偏置电压-Vref，形成偏置电路，二极管D1正极连接运放U1A的输出端，负极接限幅电压Vx，形成输出限幅电路，电容C1连接在运放U1A的输出端和地之间，形成输出滤波电路。

其中，比例调整电阻包括电阻R1和电阻R2，电阻R1和电阻R2串联后构成比例调整电阻。

其中，还包括负偏置电压发生电路，其包括运放U1B、电阻R7、电阻R8、电容C2和电容C3，电容C2连接在参考电源和地之间，运放U1B反相输入端经由电阻R7接参考电源，正相输入端接地，电阻R8跨接在运放U1B的反相输入端和输出端之间，电容C3一端连接运放U1B的输出端，另一端接地，运放U1B的输出端输出负偏置电压-Vref。

本发明创造的有益效果是：使用基于主要由运放组成的整流电路替代二极管对交流电进行整流，运放的线性特性和温度特性都比较好，不容易受环境温度影响，也不存在非线性误差，故本发明创造的交流电采样电路采样准确，而且由于运放不存在门坎电压，即使是小电压的交流电，也能进行采样。

附图说明

图1为本发明创造的交流电采样电路的电路原理图。

图2为负偏置电压发生电路的电路原理图。

图3为被采样的交流电的一个周期的波形图。

图4为本发明创造的交流电采样电路的输出的一个周期的波形图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明创造作详细说明。

如图1所示，本实施例的交流电采样电路包括运放U1A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管D1和电容C1。电阻R1和电阻R2串联后构成比例调整电阻。运放U1A的正相输入端经由电阻R3接地，比例调整电阻一端连接运放U1A的反相输入端，另一端作为本交流电采样电路的输入端，运放U1A的输出端作为本交流采样电路的输出端，电阻R5跨接在运放U1A的反相输入端和输出端之间，形成整流电路，调整比例调整电阻和电阻R5的阻值，可调整运放U1A的比例放大倍数，比例调整电阻由R1和R2两个电阻构成，目的是通过R1和R2两个电阻的阻值叠加，以方便调节比例调整电阻的大小。电阻R4一端连接运放U1A的反相输入端，另一端输入负偏置电压-Vref，形成偏置电路。二极管D1正极连接运放U1A的输出端，负极接限幅电压Vx，形成输出限幅电路。电容C1连接在运放U1A的输出端和地之间，形成输出滤波电路。本实施例中限幅电压Vx为+3.3V。

如图1所示，被采样的交流电Vin流经电阻R1和电阻R2构成的比例调整电阻后与流经电阻R4的负偏置电压-Vref叠加，被采样的交流电的电压值被负偏置电压-Vref整体拉低后输入到运放U1A的反相输入端，基于主要由运放U1A组成的整流电路对输入运放U1A的交流电进行整流，运放U1A的输出端输出整流后形成的直流电Vout，二极管D1对Vout起限幅作用，使Vout的幅值不超过限幅电压Vx，电容C1则起到滤波的作用。图3和图4分别为Vin和Vout的波形，由图可知，Vout的波形是由Vin的波形整体抬升而得出，抬升的幅度取决于负偏置电压-Vref。