[发明专利]一种低成本高精度的交流电参量检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种低成本高精度的交流电参量检测方法。本发明通过用稳压电路所输出直流电压信号的A/D采样值所实时计算的A/D采样基准电压来跟随系统工作电压的变化，从而有效提高交流电参量的检测精度，避免电源转换电路输入电压高低、温度变化等导致输出电压变化而致微处理器基准电压Vref变化而导致的A/D采样精度降低问题，同时本发明只需要使用一个稳压电路，有效降低了整个系统的实现成本，也使得电源转换电路采用低精度电源成为可能。本发明还公开了一种低成本高精度的交流电参量检测装置。相比现有技术，本发明以较低的实现成本即可实现交流电参量的高精度检测。

技术领域

本发明涉及一种交流电参量检测方法，尤其涉及一种低成本高精度的交流电参量检测方法。

背景技术

在电工技术领域，自动转换开关、断路器、控制与保护开关、电动机控制保护器等电器通常都需要对交流电压、电流等交流电参量进行检测，用以实现控制或显示，传统的交流电参量检测电路如图1所示，其包括电源转换电路、微处理器、电参量检测电路和整流电路，交流电参量经电参量检测电路将高压信号/大电流信号等降为低电压交流信号，再经整流电路转换为直流信号输入微处理器，由微处理器进行A/D采样计算出交流电参量，微处理器的基准电压输入采用与系统工作电压VCC相同的电压，而一般电源转换电路输出电压用于给系统提供工作电源，电压精度不高，通常为±5％精度，而微处理器的A/D转换器的基准电压连接的也是VCC，导致A/D检测精度降低，使得所述的交流电参量检测电路存在精度低的缺陷，且由于其交流信号整流为直流后检测，也导致无法测量功率相关参量。为了克服上述缺陷，提供了如图2所示的交流电参量检测电路，包括电源转换电路、稳压电路1、稳压电路2、微处理器、电参量检测电路和信号抬升电路，稳压电路1为信号抬升电路提供高精度的抬升电平信号，稳压电路2为微处理器提供高精度的A/D转换基准电压信号，交流电参量经电参量检测电路将高压信号/大电流信号等降为低电压交流信号，再经信号抬升电路转换为直流信号输入微处理器，由微处理器进行A/D采样计算出交流电参量，该电路可实现交流电参量的高精度检测，但由于采用了两个高精度稳压电路，造成电路成本偏高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术所存在的电路成本偏高的问题，提供一种低成本高精度的交流电参量检测方法，以较低的实现成本即可实现交流电参量的高精度检测。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种低成本高精度的交流电参量检测方法，首先将待测交流电信号转换为低电压交流信号；然后以稳压电路输出的高精度的直流电压信号作为抬升电平，对所述低电压交流信号进行电平抬升，从而将其转换为直流信号；最后利用第一A/D转换器对所述直流信号进行A/D采样，并根据采样信号以及基准电压U_ref计算出待测交流电信号的交流电参量，所述基准电压U_ref根据以下公式计算得到：

式中，v_B为利用第二A/D转换器对稳压电路所输出直流电压信号进行A/D采样所得到的采样值，n为第二A/D转换器的位数，VCC为系统工作电压的理论值。

优选地，在计算待测交流电信号的交流电参量时，利用以下公式计算电平抬升后所得到直流信号的实时电压值U_i：

式中，v_i为对电平抬升后所得到直流信号进行A/D采样所得到的采样值，m为第一A/D转换器的位数。

优选地，所述第一A/D转换器与第二A/D转换器为同一个A/D转换器，即n与m相等。

优选地，所述稳压电路以系统工作电压作为自身的输入电压。

优选地，所述的抬升电平为

根据相同的发明思路还可以得到以下技术方案：