[发明专利]一种交流采样装置

说明书

技术领域

本发明涉及电信号采样技术领域，具体涉及一种交流采样装置。

背景技术

电信号采样是将时间上、幅值上都连续的模拟电流信号或模拟电压信 号，在采样脉冲的作用，转换成时间上离散(时间上有固定间隔)、但幅值 上仍连续的离散模拟信号。

在微机控制装置中，经常要用到电信号采集模块，用来将模拟电信号 转换为微处理器能够识别的数字信号。对于三相电网等大交流电的信号采 集一般采用互感器来将大电流转换为小电流，然后通过采样调理电路来对 采集的电信号进行滤波放大以将无干扰的、幅值合适的采样信号输入到后 续处理器进行处理。但是互感器是通过电磁感应来工作的，容易受到电磁 场的干扰，抗电磁干扰性能差，因此容易导致输入到微处理器中的采样信 号准确度低。其他常见的交流采样电路采用开关管或电感中串联采样电阻、 采样变换器、采样积分器等来进行采样，但也存在输出信号不稳定、干扰 大等问题。

而输入到后续电路中的采样信号如果存在干扰、准确度低，那么后续 的计量、控制电路必然也受到影响。因此，最大程度抑制采样信号中的干 扰是亟待解决的技术问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于利用互感器采集的电信号中存在 较大干扰，准确度低，对后续处理电路的影响大。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种交流采样装置，包括：

采样单元，采集三相电网各相的电流信号和电压信号；

处理器单元，接收采样单元采集的电流信号和电压信号并进行处理；

电源单元，为采样单元、处理器单元提供电能；

其中，采样单元包括电压采样电路和电流采样电路，电流采样电路包 括依次连接的电流互感器、电信号处理电路和差动放大电路；

电信号处理电路包括电阻R39、R40、R45和电容C109、C113，电阻R40 的一端通过电阻R39与差动放大电路的一个输入端连接，电阻R40的另一 端通过电阻R45与差动放大电路的另一个输入端连接，电容C109的一端与 差动放大电路的一个输入端连接、另一端接地，电容C113的一端与差动放 大电路的另一个输入端连接、另一端接地，电阻R40与电阻R39的连接处 与电流互感器的一个输出端连接，电阻R40与电阻R45的连接处与电流互 感器的另一输出端连接，差动放大电路的输出端与处理器单元连接。

优选地，差动放大电路的输出端与处理器单元之间还设有电阻R41。

优选地，还包括电容C112，电容C112的一端与差动放大电路的输出端 连接、另一端与差动放大电路的基准电压输入端连接。

优选地，电源单元包括主电源电路和采样基准电路，主电源电路包括 低压降稳压器、与低压降稳压器输入端连接的第一处理电路和与低压降稳 压器输出端连接的第二处理电路，第一处理电路包括第一滤波电路，第二 处理电路包括第一稳压电路；采样基准电路包括带隙基准电压源芯片、与 带隙基准电压源芯片输入端连接的第三处理电路和与带隙基准电压源芯片 输出端连接的第四处理电路，第三处理电路包括第二滤波电路，第四处理 电路包括第二稳压电路。

优选地：

主电源电路与差动放大电路的电源输入端连接，用于为差动放大电路 供电；

采样基准电路与差动放大电路的基准电压输入端连接，用于为差动放 大电路提供稳定的基准电压。

优选地，还包括电容C106、C107，电容C106的一端与差动放大电路的 电源输入端连接、另一端接地，电容C107与电容C106并联。

优选地，第一滤波电路包括电感B3、电容C77和C75，电感B3的第一 端连接外接电源、第二端与低压降稳压器的输入端连接，电容C77的第一 端和电容C75的第一端分别与电感B3的第二端连接，电容C77的第二端和 电容C75的第二端共同接地。

优选地，第一稳压电路包括二极管D1和电容C78、C76，二极管D1的 阴极与低压降稳压器的输出端连接、阳极接地，电容C78的第一端、电容 C76的第一端分别与低压降稳压器的输出端连接，电容C78的第二端、电容 C76的第二端共同接地，电容C78的第一端与电容C76的第一端的连接处作 为主电源电路的输出端。