[发明专利]一种高精度实时交流电压采样电路及开关电源

说明书

本发明涉及一种高精度实时交流电压采样电路及开关电源。本发明中功率整流电路用于将输入交流电整流为直流电，并对差分采样电路的采样回路进行续流；续流补偿电路用于在用电设备待机或低功耗模式时为功率整流电路提供电流补偿；差分采样电路对交流电的火线L和零线N进行采样分压，提供差分采集信号至控制器MCU；控制器MCU对差分采集信号进行差分计算，得到当前瞬时电压采集信号，使用预设算法处理瞬时电压采集信号得到周期内交流电有效值。本发明中采用差分采样，规避了地线电势差以及干扰对采样的影响，使采样精准度更高；另外在采样续流回路上进行小信号补偿，确保用电设备待机或负载功率较小时采样精度更高。

技术领域

本发明涉及开关电源领域，更具体地说，涉及一种高精度实时交流电压采样电路及开关电源。

背景技术

生产生活中交流用电设备非常普遍，很多交流用电设备的电压采集，尤其是AC-DC开关电源应用场合，一种应用场景为通过实时高精度知悉交流电动态，可以进行一些开关控制设备(继电器，可控硅等)的实时精准控制。另一种应用场景为当交流电不适用或者交流电不稳定突变会影响到产品的性能时，可通过采样交流电压知悉交流电网的动态，进而做出相应的运转调整或者保护，避免产品失效或者工作故障。

现有技术中主流采用的交流电压采样方式有二种：一种是通过互感器方式耦合采样，另一种是通过分压运算器放大方式，也可将二者相结合使用。前一种方式有延时滤波，精度相对可以但是响应较慢，当对电网响应需要比较快速时无法满足应用要求。后一种方式可以做到响应较快，但是整流后采样的参考地变化，抗干扰下也较差，导致精度较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种高精度实时交流电压采样电路及开关电源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种高精度实时交流电压采样电路，包括功率整流电路、差分采样电路、续流补偿电路、控制器MCU，所述差分采样电路的第一输入端和第二输入端分别连接交流电的火线L和零线N，所述差分采样电路的第一输出端和第二输出端分别连接所述控制器MCU的第一输入端和第二输入端；所述续流补偿电路的第一输入端和第二输入端分别连接交流电的火线L和零线N；所述功率整流电路的第一输入端和第二输入端分别连接交流电的火线L和零线N，所述功率整流电路第三输入端连接所述续流补偿电路的输出端，所述功率整流电路的第四输入端连接所述差分采样电路的第三输出端；

所述功率整流电路用于将输入交流电整流为直流电，并对所述差分采样电路的采样回路进行续流；所述续流补偿电路用于在用电设备待机或低功耗模式时为所述功率整流电路提供电流补偿；所述差分采样电路对交流电的火线L和零线N进行采样分压，提供差分采集信号至所述控制器MCU；所述控制器MCU对差分采集信号进行差分计算，得到当前瞬时电压采集信号，使用预设算法处理所述瞬时电压采集信号得到周期内交流电有效值。

进一步，在本发明所述的高精度实时交流电压采样电路中，所述使用预设算法处理所述瞬时电压采集信号得到周期内交流电有效值包括：对周期内所述瞬时电压采集信号做均方根计算得到周期内交流电有效值。

进一步，在本发明所述的高精度实时交流电压采样电路中，所述控制器MCU对所述差分采样电路提供的差分采集信号进行筛选，过滤掉所述差分采集信号中的高频畸变信号。

进一步，在本发明所述的高精度实时交流电压采样电路中，所述高频畸变信号是指所述差分采集信号中变化幅值大于预设幅值的信号，所述控制器MCU过滤掉所述差分采集信号中变化幅值大于预设幅值的信号。

进一步，在本发明所述的高精度实时交流电压采样电路中，所述功率整流电路为二极管整流电路BD1，所述二极管整流电路BD1中续流管D1的正极连接续流管D2的正极，所述续流管D1的正极连接所述续流补偿电路的输出端；所述续流管D1的正极接地，所述续流管D1的正极连接所述差分采样电路的第三输出端。