[发明专利]一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置及方法

权利要求书

1.一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置，所述装置包括：

采样电路，所述采样电路采集电压/电流的二次采样信号，并将所述二次采样信号转换为正负差分信号，并对正负差分信号进行差分，获取两路差分信号，一路差分信号作为计量差分信号，且对计量差分信号进行计量，另一路差分信号作为拓扑差分信号，对拓扑差分信号进行一阶滤波后，进行反向放大及加直流正偏电压信号处理，处理完成后进行抬升和二次反向放大处理，输出为正且波形不变的单端信号；

运放参考电源，所述运放参考电源，为所述拓扑差分信号加直流正偏电压信号；

MCU接入接口，所述MCU接入接口通过MCU接入接口的AD采样引脚接入单端信号，并对单端信号进行输出，输出至目标单位。

2.根据权利要求1所述的装置，所述采样电路包括：电流前端交采电路，电压前端交采电路、采样电阻、计量芯片、一阶滤波电路、电流拓扑识别运放电路和电压拓扑识别运放电路；

所述电流前端交采电路，采集电流的二次采样信号；

所述电压前端交采电路，采集电压的二次采样信号；

所述采样电阻，所述采样电阻采集正负差分信号并对正负差分信号进行差分，获取两路差分信号；

所述计量芯片，所述计量芯片对计量差分信号进行计量；

所述一阶滤波电路，所述一阶滤波电路对拓扑差分信号进行一阶滤波；

所述电流拓扑识别运放电路和电压拓扑识别运放电路，对一阶滤波后的拓扑差分信号进行反向放大及加直流正偏电压信号处理，处理完成后进行抬升和二次反向放大处理，输出为正且波形不变的单端信号。

3.根据权利要求1所述的装置，所述计量差分信号和拓扑差分信号，分别包括：电压及电流的计量差分信号，和电压及电流的拓扑差分信号。

4.根据权利要求2所述的装置，所述计量芯片，内部集成了7路19位A/D转换器，电压取值范围为±700mV，电流通道有效值在0.1mV至500mV的范围内。

5.根据权利要求1所述的装置，所述运放电路，包括至少5个单运放通道，其中，1个运放通道传输信号，3个单运放通道完成3路电压或者3路电流的差分信号转单端信号，1个单运放通道作为电压跟随器给直流配置电压供电。

6.根据权利要去1所述的装置，所述采集电压/电流的二次采样信号采用电压互感器PT隔离方式进行采集。

7.根据权利要求1所述的装置，所述MCU接入接口输出端串联1个阻值至少10欧的电阻，输出阻抗不大于10欧。

8.根据权利要求5所述的装置，所述单运放通道包括负端和正端，负端做反向放大，正端加直流正偏电压。

9.根据权利要求1所述的装置，所述单端信号的输出范围为0～3.3V。

10.一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样方法，所述方法包括：

采集电压/电流的二次采样信号，并将所述二次采样信号转换为正负差分信号，并对正负差分信号进行差分，获取两路差分信号；

将一路差分信号作为计量差分信号，且对计量差分信号进行计量；

将另一路差分信号作为拓扑差分信号，对拓扑差分信号进行一阶滤波后，进行反向放大及加直流正偏电压信号处理；

处理完成后进行抬升和二次反向放大处理，输出为正且波形不变的单端信号；

通过AD采样引脚接入单端信号，并对单端信号进行输出，输出至目标单位。