[发明专利]变频家电单相电源输入有功功率测量电路及方法

说明书

本发明涉及一种变频家电单相电源输入有功功率测量电路及方法，测量电路包括电压传感器、电流传感器、电压调幅电路以及电流调幅电路；电压调幅电路的输入端连接电压传感器，输出端连接变频驱动控制芯片；电流调幅电路的输入端连接电流传感器，输出端连接变频驱动控制芯片；并外接有功功率仪测量有功功率。测量方法包括：变频驱动控制芯片实时测量电源输入的电压、电流有效值，计算出视在功率；根据视在功率计算出有功功率P。本发明通过产品出厂前或维修电压、电流测量电路后进行视在功率与有功功率的标定处理，不需要专门的有功功率芯片或其他功率芯片测量单相电源输入的有功功率，测量方便，精确度高，降低成本。

技术领域

本发明属于电子技术领域，尤其涉及一种变频家电单相电源输入有功功率测量电路及方法。

背景技术

在变频家电产品中，云端或远程控制端经常需要知道变频家电运行的有功功率，这样需要变频家电向远程控制端或云端提供有功功率。由于变频家电工作中的有功功率不是一个恒定值，它随被控对象的工作频率而不同。同时，功率因数也随工作频率而不同。目前的变频家电中或者不能实时测量有功功率，或者普遍采用额外的有功功率检测芯片来检测有功功率或电量，外设测量电路的测量方式虽然简单易实现有功功率的测量，但需要增加专用芯片，成本高，产品竞争力差。

在变频家电中，因变频驱动的控制芯片普遍采用32位ARM芯片或32/64位MCU芯片，并且芯片ADC口较多，位数通常都是12位及以上。因此，有必要考虑针对变频家电驱动控制芯片硬件及软件处理能力富余的特点，以及外设功率监测芯片存在的缺陷，设计一种检测单相交流电源的输入有功功率的测量方法，实现变频家电有功功率的实时测量。

发明内容

本发明在上述不足的基础上提供了一种变频家电单相电源输入有功功率测量电路及方法，采用产品出厂前或维修电压、电流测量电路后进行视在功率与有功功率的标定处理，变频驱动控制芯片实时检测视在功率，并计算有功功率，不需要专门的有功功率芯片测量单相电源输入的有功功率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种变频家电单相电源输入有功功率测量电路，包括变频驱动控制芯片，其特征在于，还包括电压传感器、电流传感器、电压调幅电路以及电流调幅电路；

所述电压调幅电路的输入端连接电压传感器，输出端连接变频驱动控制芯片；电压传感器采集电源电压信号经电压调幅电路由双极性转换为单极性，输出单相电源电压信号至变频驱动控制芯片；

所述电流调幅电路的输入端连接电流传感器，输出端连接变频驱动控制芯片；电流传感器采集电源电流信号经电流调幅电路由双极性转换为单极性，输出单相电源电流信号至变频驱动控制芯片。

优选的，所述电压传感器与电压调幅电路之间进一步串联第一低通滤波电路；电流传感器与电流调幅电路之间进一步串联第二低通滤波电路。

优选的，所述电压调幅电路以及电流调幅电路采用放大倍数为1的一级放大电路。

优选的，测量电路还包括至少一个单相有功功率仪，所述单相有功功率仪采用二进二出式接线方式，第二、三接线端子连接火线，第一接线端子连接零线，第四接线端子接入电流传感器输入端。

优选的，所述变频驱动控制芯片与单相有功功率仪之间串联通信接口适配器。

优选的，所述变频驱动控制芯片设有外接存储器。

一种变频家电单相电源输入有功功率测量方法，采用所述的测量电路，包括以下步骤：

S1：变频驱动控制芯片实时测量电源输入的电压U、电流有效值I、功率因数并计算出视在功率S；

S2：根据视在功率S计算出有功功率P。

优选的，根据视在功率计算有功功率的方法为：