[发明专利]基于FPGA及磁平衡式霍尔传感器的电量数字化转换器

摘要

本发明涉及一种基于FPGA及磁平衡式霍尔传感器的电量数字化转换器，该转换器接在电网上，所述的转换器包括相互连接的磁平衡式霍尔电流传感器和FPGA芯片，所述的FPGA芯片包括依次连接的检测电路、处理电路和抑制信号输出电路，所述的磁平衡式霍尔电流传感器分别与电网、检测电路和抑制信号输出电路连接。与现有技术相比，本发明设计合理，结构简单，无需添加外设AD转换装置，将电流传感器直接与FPGA控制芯片互连；通过磁平衡式霍尔传感器与FPGA控制芯片的高性能与快速处理能力，有效提高检测精度。

主权项

一种基于FPGA及磁平衡式霍尔传感器的电量数字化转换器，该转换器接在电网上，其特征在于，所述的转换器包括相互连接的磁平衡式霍尔电流传感器和FPGA芯片，所述的FPGA芯片包括依次连接的检测电路、处理电路和抑制信号输出电路，所述的磁平衡式霍尔电流传感器分别与电网、检测电路和抑制信号输出电路连接；所述的磁平衡式霍尔电流传感器包括两个，分别与第一磁平衡式霍尔电流传感器和第二磁平衡式霍尔电流传感器，所述的第一磁平衡式霍尔电流传感器的输入端直接与电网连接，输出端与检测电路连接，所述的第二磁平衡式霍尔电流传感器的输入端通过电阻与电网连接，输出端与检测电路连接；第一磁平衡式霍尔电流传感器用于电流检测，设其原、副边线圈匝数比为n1,第二磁平衡式霍尔电流传感器用于电压检测，设其原、副边线圈匝数比为n2；将两电流传感器中的霍尔元件与FPGA芯片相连，检测霍尔元件中的感应电流大小i1、i2；根据感应电流i1、i2大小，调整FPGA芯片3输出的抑制电流信号i3、i4，让副边线圈在聚磁环中产生的磁场与原边线圈的所产生的磁场相互抵消，从而使i1、i2为0；故得到：i0=1n1i3---(1)]]>u0=Rn2i4---(2)]]>所述的处理电路对采集的电信号进行处理，包括计算得到电流、电压、功率及功率因素的参数值，并对采集的信号进行FFT变换，计算出各次谐波含量，得到THD值。