p>

f=2.5kHz

图2-9 二阶滤波电路

c.单极性转换电路

由于设计采用的DSP自带的AD,其采样要求输入信号为0~3.3V,故接入其引脚的信号电压也不能超过3.3V所以必须对放大电路给出的双极性信号做进一步处理。单极性转换电路如下图2-10所示[6]。

图2-10 单极性转换电路

2.2.3常用交流电压采样电路3

交流电压变送器以0~5 V的交流电压作为输出信号。因TMS320F2812的A/D输入信号范围为0~3 V.因此必须添加合适的调理电路以满足A/D输入的要求。

交流电压调理电路见图2-11,由图可知该电路由3部分组成:第1部分为射极跟随器.以提高电路的输入阻抗:第2部分是电压偏移电路:第3部分为箝位限幅电路,以保证输出电压信号在0~3 V,满足TMS320F2812的A/D输入信号范围[7]。

图2-11 交流电压信号调理电路

2.2.4常用交流电压采样电路4

系统电压经过相应的传感器后,统一变换为适当幅值的电压信号,经调理电路后,进行A/D转换。图2-12为采样电路原理图。

R132

图2-12 系统电压的采样电路

从图2-12可知,系统输出电压的采样电路由四部分组成,第一部分是由LF353的运放构成的电压跟随器,R131和C109是为了抑制干扰。第二部分为电平

抬升电路,将围绕零电平波动的信号提升为单极性信号,第三部分进行跟随,第四部分为进入A/D前的保护部分,防止信号异常导致DSP芯片损坏[4]。

2.2.5常用交流电压采样电路5

相电压检测电路如图2-13所示,该电路采用了运算放大器加电压跟随器的方式,电压跟随器起到了隔离作用,以便在A/D入口前进行阻抗匹配。在A/D入口端采用二极管钳位,防止A/D输入电压越界。来自检测通道的电压互感器的电流号经运算放大器转换为电压信号后经电压平移后将交流量信号转换为0~3.3V的单极性电压信号接入DSP的A/D通道引脚[8]。

图2-13 相电压采样电路

2.3 常用交流电流采样电路及其特点

2.3.1常见交流电流采样电路1

a.电流转换电路

图2-14电流转换电路,其中CT为霍尔电流传感器DT50-P,它的性能也稳定可靠,易于安装。如何选择电阻R比较简单,可以参考上面交流电压转换电路,这里就不再赘述。

图2-14 交流信号采样电路

图2-15 电流转换电路

b.滤波补偿电路

由于电压电流的检测点就是STATCOM接入电网的同一点,其谐波干扰还是比较大的滤波补偿电路。那么三相电压电流经过各自的转换电路后必须进入了滤波补偿电路包含两部分:一部分为RC滤波,另一部分为相位补偿,如图2-16所示[5]。

图2-16 滤波补偿电路

2.3.2常见交流电流采样电路2

a.信号放大电路

交流信号放大电路见图2-17所示。本设计采用的互感器为国内最新的高精度电流互感器(SCT254AZ)。SCT254AZ是一款毫安级精密电流互感器,输入额定电流为5A,额定输出电流为2.5mA,线性范围0~20A,非线性度

图2-17 电流信号放大电路

b.二阶滤波电路

图2-18为二阶滤波电路,截至频率为2.5KHz

f=2.5kHz

图2-18 二阶滤波电路

c.单极性转换电路

由于设计采用的DSP自带的A/D,其采样要求输入信号为0~3.3V,故接入其引脚的信号电压也不能超过3.3V所以必须对放大电路给出的双极性信号做进一步处理。单极性转换电路如下图2-19所示[6]。

图2-19 单极性转换电路

2.3.3常见交流电流采样电路3

相电流检测电路如图2-20和所示,该电路采用了运算放大器加电压跟随器的方式,电压跟随器起到了隔离作用,以便在A/D入口前进行阻抗匹配。在A/D入口端采用二极管钳位,防止A/D输入电压越界。来自检测通道的电流互感器的电流号经运算放大器转换为电压信号后经电压平移后将交流量信号转换为0~3.3V的单极性电压信号接入DSP的A/D通道引脚[8]。

图2-20 相电流检测电路

2.3.4常见交流电流采样电路4

霍尔电流传感器以

-100~+100 mA的交流电流作为输出信号,TMS320F2812的A/D输入信号范围为0~3 V.因此必须添加合适的调理电路以满足A/D输入的要求。交流电流调理电路见图2-21,与交流电压调理电路不同的是.第1部分是经电容C4滤波后流经精密采样电阻尺 ,将电流信号变换为电压信号,第2部分是由运放构成的反相器:第3部分为箝位限幅电路,以保证输出电压信号在0~3 V,

[7]

满足TMS320F2407的A/D输入信号范围。

图2-21 交流电流信号采样电路

2.3.5常用交流电流采样电路5

电流采集采用 TA1014-2K卧式穿芯微型精密交流电流互感器,其额定输入为5A,额定输出为2.5mA,工作频率范围为20Hz~20kHz,相移小于5’,线性范围大于10A,非线性度小于0.1%,是比较理想的交流电流检测器件。图2-22为电流采集电路原理图。

图2-22 交流电路采样电路

由于DSP的A/D输入信号范围为0~3.3V,而经电流互感器测得的电流信号经转化后变成-1.5V~+l.5V的交流信号,故对其进行了1.5V的平移[9]。 2.4 常用直流电压采样电路及其特点

2.4.1常用直流电压采样电路1

a.直流电压传感器采用LEM公司的电压传感器LV100。LV100为霍尔效应的闭环电压传感器,所以有非常良好的原副边隔离作用,可测的电压范围为100V~2500V。图2-23为直流电压采样电路图。电压传感器LV100有如下优点: 精度高;线性度好;频带宽;抗干扰能力强[10]。

图2-23 直流电压采样传感器

电压传感器LV100的原边额定有效电流为10mA,在原边为额定电流时传感器精度最高。采样电阻R1 =80千欧,按原副边1:5的变比设计,副边电流为50 mA,

副边采样电阻为150欧,原边电压为800V时副边电压为7.5V。副边信号经二

阶滤波电路以减小干扰,由于采样直流信号,滤波器截止频率可以选取的较低,实际设计的滤波器截止频率为2k Hz。 b.电压检测电路

图2-24 电压检测电路1

霍尔电压传感器及采样电阻采集的直流电容电压从Udc端输入图2-24的模拟电路,经电位器调节使U16A的3脚变化范围限制在0~3.3V,同时用RC滤波器滤除输入信号的噪声,0~3.3V的电压信号经过电压跟随器,电压跟随器可保证在进行电阻匹配时防止其输入输出电路的电阻干扰。电压跟随器输出接的R64=51欧。

电阻是DSP接口的电阻要求,DSP接口端的串联二极管是为了确保输入DSP的电平限制到0~3.3V[3]。

2.4.2常用直流电压采样电路2

直流电压的采样电路与交流电压采样电路略有不同,如图2-25所示:

图2-25 直流电压采样电路2

直流电压与交流电压采样电路不同主要有两点,其一,因为传感器不同,前者采用直流电压霍尔,输出信号为电流信号,后者为电压变送器,输出信号为交

流信号,因此直流采样电路前端需接地电阻将电流信号转换为电压信号;其二,前者信号为直流信号的,后者为交流信号的,因此,直流电压采样不用电压偏移[1]。

2.4.3常用直流电压采样电路3

直流侧电容电压的采集是经过两个电阻分压后,接二个电压跟随器,同样电压跟随器起防止电压冲击的作用。输出端加入钳位二极管,把电压钳制在3.3V以内,输出信号接入DSP的ADCIN端口,如图2-26所示[9]:

图2-26 直流电压采样电路3

2.4.4常用直流电压采样电路4

目前,对于直流电压的精确检测基本上都是基于磁补偿原理进行的,又因为本系统直流侧电压值较高,而直流电压传感器本身电流又很小,故从采用均压以后的电容器组上,可以只采一定比例的直流电压,不会影响测量精度,同时还保证了器件的安全性。作为磁补偿的结果,传感器输出信号为一精确的电流信号,直流电压采样电路设计如图2-27所示[4]:

图2-27 系统直流电压采样电路4

2.4.5常用直流电压采样电路5

因直流电路对电压的精度要求低,对直流电压的采样电路直接用DSP内部的A/D,如图2-28所示:

图2-28 系统直流电压采样电路5

直流电压与交流电压采样电路不同主要有两点:其一,因为传感器不同,前者采用直流电压霍尔,输出信号为电流信号,后者为电压变送器,输出信号为交流信号,因此直流采样电路前端需接地电阻将电流信号转换为电压信号;其二,前者信号为直流信号,后者为交流信号,因此选用的A/D精度和类型不一样[2]。 2.5常用直流电流采样电路及其特点

直流电流采样电路设计与直流电压采样电路完全一样,只是前端的采样器件不同,这些器件对用户的接口统一为电流信号,这里就不再讨论。

3 采样电路设计

上一章写到3路交流电压、6路交流电流、2路直流电压和2路直流电流、电网电压同步信号的采样电路的各种常见采样电路,可以看出采样电路的发展已经比较成熟,但如何设计出自己需要的采样电路,这将是下面要讨论的问题。 3.1 电网电压同步信号采样电路设计

DSTATCOM的工作与同步信号有密切的关系,所有的动作都要以同步信号作为参考,故硬件上的同步电路是不可或缺的。同步信号的产生有多种方法。第一种方法为最简单的过零同步,即对系统三相电压进行处理后取出一相基波正序电压作为同步信号,把该同步信号的过零时刻作为脉冲发生器的同步点,通过测量连续两个正向过零点之间的时间作为周期计算出同步信号的频率,因

此只能一个周期测得一次频率,在系统频率突变时,容易因无法跟踪系统频率变化而使DSTATCOM过流。第二种方法为采用锁相环技术,由于在同步信号频率突变时锁相环具有较长的延时,因此也容易导致DSTATCOM过流。第三种方法为采用“虚拟转子”法,对三相同步电压信号进行处理,得到脉冲的同步点和同步信号的频率。采用这种方法的优点是可以同时测量同步信号的频率,从而使脉冲发生器在系统同步信号发生突变时能保持与系统同步,保证DSTATCOM不因同步信号的突变而过流。由于设计要求不是特别高,本装置采用第一种方法得到同步信号。

图3-1 D-STATCOM系统同步电路

如图3-1可知,同步电路由三部分组成,第一部分是由电阻、电容组成的RC滤波环节,为减小DSTATCOM系统与电网的相位误差,该环节主要是滤除去电网的噪声干扰,该滤波环节的时间常数应远小于系统的输出频率,即该误差可忽略不计。其中R1=1000 Ω,C1=0.1uF,则时间常数T=RC=1错误!未找到

引用源。 10−4S

电压转换电路通过霍尔电压传感器CHV-50P实现,如图3-2所示。CHV-50P型电压传感器输出端与原边电路是电隔离的,可测量直流、交流和脉动电压或小电流。磁补偿式测量,过载能力强,性能稳定可靠,易于安装,用于电压测量时,传感器通过与模块原边电路串联的电阻Ru1与被测量电路并联连接,输出

电流正比于原边电压。

图3-2 电压转换电路

由于CHV-50P的输入额定电流In1为10mA,本电路检测的电压是220V的交流电压,则

Ru1=

U220V==2.2kΩ (3.1) IN110mA

电阻Ru1消耗的功率P1,为

P1=220V×10 mA=2.2KW (3.2)

因此电阻Ru1选择阻值为2.2 KΩ,功率为5W的大功率电阻。另外为了抑制共模

干扰,在交流输入侧并联了两个电容C。当然为了更好地消除这些干扰,可以在电压变换电路之前再加隔离变压器,那么电阻Ru1的选择就要对应于经过隔离

变压器后电压的改变而改变。

由于CHV-50P的输入额定电流In2为50mA,为了交流电压采样电路检测,必须把输出电流转换为电压,所以在电压传感器的输出侧串联了电阻Ru2。交流电

压采样电路采样电压范围-5V~+5V,则

Ru2=

U5V

==100Ω IN250mA

(3.3)

由于电阻Ru2消耗功率比较小,电阻Ru2选择上对功率没有特殊的要求。根据

选用的电压传感器,交流电压采样电路如图3所示:

R410K

图3-3 交流电压采样电路

从图3-3可以看出系统输出电压的采样电路由四部分组成,第一部分是由TL084的运放构成的射极跟随器,其中R3和C4是说为了抑制干扰,且时间常数

T=RC=10000Ω×220pF=2.2×10−6S

一个电压源组成的电压偏移电路,因目标信号为交流信号,而经过霍尔传感器采样得出的信号也为交流信号0~士5V,而系统CPU的A/D输入电平要求为0~3.3V,因此,需要进行电压偏移,该电路原理简单,不再赘述。第三部分也为射极跟随器;第四部分为箝位限幅电路,保证采样信号的幅值在0~3.3V之间,满足TMS320LF2407的输入信号要求。

采样电路中,经常用到电压跟随器,电压跟随器,顾名思义,就是输出电压与输入电压是相同的,就是说,电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。电压跟随器的显著特点就是,输入阻抗高,而输出阻抗低,一般来说,输入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。输出阻抗低,通常可以到几欧姆,甚至更低。在电路中,电压跟随器一般做缓冲级及隔离级。因为,电压放大器的输出阻抗一般比较高,通常在几千欧到几十千欧,如果后级的输入阻抗比较小,那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。在这个时候,就需要电压跟随器来从中进行缓冲。起到承上启下的作用。应用电压跟随器的另外一个好处就是,提高了输入阻抗,这样,输入电容的容量可以大幅度减小,为应用高品质的电容提供了前提保证。电压跟随器的另外一个作用就是隔离。 3.3 交流电流采样电路设计 1.电流转换电路

参考上面常见交流电流采样电路的设计,传感器选择霍尔电流传感器DT50-P,它的性能也稳定可靠,易于安装。如何选择电阻R8的阻值,根据后面

交流信号调理电路的输入要求而定,调理电路需输入-5V~+5V的交流电压信号,则:

R8=

即可确定R8的阻值

U

(3.4) IN

图3-4 电流转换电路

在图3-5中,电流实际值经过霍尔传感器及采样电阻后,转换成5V电压信号(Io2),此5V信号是反向的。Io2先进行滤波处理,滤除噪声干扰其中滤波电阻电容的选择应该满足时间常数小于1ms的要求,因此可选R9为100千欧,C6为

220pF;再经过理想运算放大器的电压并联负反馈将Io2转换成-3.3V~ +3.3V的信号;经过3.3V的电平抬升电路及平均处理使得电压跟随器的输入为0~3.3V单极性信号,其中R13、R14的阻值只要相同就可以,在这里选阻值为10千欧的电阻,

即安全又符合要求;最后经过两个串联二极管的限幅,确保输入DSP的信号为0~3.3V,以保证不会烧毁DSP,系统各元件参数及型号如图3-5中所示R15=1KΩ。

各相的电流采样方法原理相同。

图3-5 电流调理电路

3.4 直流电压采样电路设计

1.直流电压传感器采用LEM公司的电压传感器LV100。LV100为霍尔效应的闭环电压传感器,所以有非常良好的原副边隔离作用,可测的电压范围为100V~2500V。图3-6为直流电压采样电路图。电压传感器LV100有如下优点:精度高;线性度好;频带宽;抗干扰能力强。

图3-6 直流电压采样传感器

电压传感器LV100的原边额定有效电流为10Ma,在原边为额定电流时传感器精度最高。采样电阻R1 =80千欧,按原副边1:5的变比设计,副边电流为50

mA,副边采样电阻为150欧,原边电压为800V时副边电压为7.5V。副边信号经二阶滤波电路以减小干扰,由于采样直流信号,滤波器截止频率可以选取的较低,实际设计的滤波器截止频率为2k Hz。

经过传感器采样后还需经过直流电压调理电路调理后才能送入DSP的A/D采样端,直流信号调理电路如图3-7所示:

图3-7 直流电压信号调理电路

前端电阻R16的作用是把霍尔传感器输出的直流电流信号变为直流电压信号,从

上面可知霍尔传感器副边输出的电流最大为50mA,根据

R=

U

(3.5) I

即可确定电阻R16的大小,其余部分的电阻则没有太严格的要求,我在本设计中采用的电阻型号如图3-7所示;第二部分为两个电压跟随器 ,与后面的采样电路进得电阻匹配;第三部分为两个二极管组成的箝位电路并加上滤波电容,保证输入DSP的A/D采样端的输入电压信号保持在0~3.3V以内,防止DSP被烧毁。 3.5 直流电流采样电路设计

电流采样电路设计如图3-8所示,和直流电压信号调理电路完全一样,但前端的采样器件不同,这些器件对用户的接口统一为电流信号。

图3-8 直流电流信号调理电路

前端电流电流检测采用LEM公司型号为LA58-P的霍尔效应电流变换器,原边与副边之间是电气隔离的,该传感器可用于测量可用于测量直流、交流、脉冲信号。这种霍尔传感器主要的优点有:出色的精度;良好的线性度;低温漂;最佳的反应时间;宽频带;无插入损耗;抗干扰能力强;电流过载能力,因此选用此种类型的传感器可以达到良好的采样要求。

参考文献

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工大学硕士学位论文.2007.3

[4] 申炜.DSTATCOM参数设计与逆系统控制方法的研究.西安理工大学硕士学

位论文.2007.3

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[6] 俞霖.低压STATCOM系统设计与实验研究.江苏大学硕士学位论文.2009.6 [7] 张愉、马少军、齐美星.基于TMS320F2812的DSTATCOM的研究. 苏州市

职业大学电子信息工程系.2008.10

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[9] 丁留宝.基于DSP的STATCOM的研究与设计.2008.6.26

[10] 郭涛.基于DSP控制的三相三线制并联有源电力滤波器研究.南京航空航天大学硕士学位论文.2006.2

范文六:常用电流和电压采样电路

2常用采样电路设计方案比较

配电网静态同步补偿器(DSTATCOM)

系统总体硬件结构框图如图2-1所示。由图2-1可知DSTATCOM电路部分、其中采样电路包括3路交流电压、6路交流电流、2路直流电压和2路直流电流、电网电压同步信号。3路交流电压采样电路即采样电网三相电压信号;6路交流电流采样电路分别为电网侧三相电流和补偿侧三相电流的电流采样信号;2路直流电压和2路直流电流的采样电路DSTATCOM的桥式换流电路的直流侧电压信号和电流信号;电网电压同步信号采样电路即电网电压同步信号。

图2-1 DSTATCOM系统总体硬件结构框图

2.1

2.1.1 常用电网电压采样电路1

从D-STATCOM的工作原理可知,当逆变器的输出电压矢量与电网电压矢量幅值大小相等,方向相同时,连接电抗器内没有电流流动,而D-STATCOM工作在感性或容性状态都可由调节以上两矢量的夹角来进行控制,因此,逆变器输出的电压矢量的幅值及方向的调节都是以电网电压的幅值和方向作为参考的,因此,系统电压与电网电压的同步问题就显得尤为重要。

图2-2 同步信号产生电路1

从图2-2所示同步电路由三部分组成,第一部分是由电阻、电容组成的RC滤波环节,为减小系统与电网的相位误差,该滤波环节的时间常数应远小于系统的输出频率,即该误差可忽略不计。其中R5=1KΩ,C4=15pF,则时间常数错误!未

找到引用源。

之后再经过两个非门,力,满足TMS320LF2407的输入信号要求[1]。

2.1.2 常用电网电压采样电路2

常用电网电压同步信号采样电路2如图2-3所示。ADMC401芯片的脉宽调制PWM发生器有专门的PWMSYNC引脚,它产生与开关频率同步的脉宽调制PWM的同步脉冲信号。

图2-3 同步信号发生电路2

图2-3中的输入端信号取自a相的检测电压,经过过零检测电路后得到正负两个

电平,随后进入光电隔离TLP521产生高电平和低电平进入D触发器MC14538的正的触发使能输入引脚A,当A为高电平时,输出引脚Q输出一个脉冲,这个脉冲宽度由电阻Rl。和电容C决定。当然这里希望脉冲宽度越小越好,否则将影

响STATCOM的输出电压与其接入点电压的同步。与此同时,可以通过设置ADMC401的内部寄存器PWMSYNCWT寄存器与信号脉冲相匹配[2]。

2.1.3 常用电网电压采样电路3

电网电压同步电路可以实现精确的过零点检测,并输出高电平,将输出信号脉冲的上升沿输入捕获单元三即可获得同步信号[3]。图2-4即为一种常见的电网电压同步信号产生电路。

图2-4 同步信号产生电路3

图2-4所示同步电路由三部分组成,第一部分是由电阻、滑线变阻器和电压比较器LM353组成的缓冲环节。第二部分由电压比较器LM353构成,实现过零比较。最后一部分为输入DSP系统箝位保护电路[3]

2.1.4常用电网电压采样电路4

常用网电压同步信号产生电路4如图2-5所示:

图2-5 同步信号产生电路4

图2-5所示同步电路由两部分组成,第一部分是由电阻、电容组成的RC滤波环节,为减小系统与电网的相位误差,该环节主要是滤除电网的毛刺干扰。滤波电路造成的延时可在程序中补偿。第二部分由电压比较器LM311构成,实现过零比较,同时设计了一个滞环环节来抑制干扰和信号的震荡[4]。

2.1.5常用电网电压采样电路5

图2-6所示同步电路由三部分组成,第一部分是由电阻、电容组成的RC滤波环节,为减小系统与电网的相位误差,该滤波环节主要是滤除电网的谐波干扰。滤波电路造成的延时可在程序中补偿起来。其中凡R341=1

KΩ,C341=0.luF;

第二部分由电压比较器LM3ll构成,实现过零比较,同时设计了一个滞环来抑制干扰和信号的振荡[2]。

图2-6 同步信号产生电路5

2.2 常用交流电压采样电路及其特点

2.2.1常用交流电压采样电路1

为了实现对STATCOM的控制,必须要检测三相瞬时电压Ua、Ub和Uc。如下图2-7为电路一相电压采样电路: a. 电压转换电路

图2-7 交流电压采样电路图

电压转换电路通过霍尔电压传感器CHV-50P实现。CHV-50P型电压传感器输出端与原边电路是电隔离的,可测量直流、交流和脉动电压或小电流。磁补偿式测量,过载能力强,性能稳定可靠,易于安装,用于电压测量时,传感器输出电流正比于原通过与模块原边电路串联的电阻Ru1与被测量电路并联连接,

边电压。上图电压转换电路为a为单相电压转换电路,这里对电阻Ru1和电阻Ru2

的选择作一些说明。

由于CHV-50P的输入额定电流In1为10mA,本电路检测的电压是220V的交流电压,则

Ru1=

U220V

==2.2KΩ (2.1) In110mA

电阻Ru1消耗的功率P1为

错误!未找到引用源。P 1=UIn1=220×10mA=2.2W

(2.2)

因此电阻Ru1选择阻值为2.2 kΩ,功率为5W的大功率电阻。另外为了抑制共模

干扰,在交流输入侧并联了两个电容C。当然为了更好地消除这些干扰,可以在电压变换电路之前再加隔离变压器,那么电阻Ru1的选择就要对应于经过隔离变压器后电压的改变而改变。

由于CHV-50P的输入额定电流In2为50mA,为了ADMC40l的A/D转换通道检测,必须把输出电流转换为电压,所以在电压传感器的输出侧串联了电阻Ru2。ADMC401的A/D转换通道检测电压范围-2V~+2V,则

Ru2=

2V

(2.3) =40Ω

50mA

由于电阻Ru2消耗功率比较小,电阻Ru2选择上对功率没有特殊的要求。 b.滤波补偿电路

由于电压电流的检测点就是STATCOM接入电网的同一点,其谐波干扰还是比较大的滤波补偿电路。,那么三相电压电流经过各自的转换电路后必须进入了滤波补偿电路包含两部分:一部分为RC滤波,另一部分为相位补偿,如图上图中所示[5]。

2.2.2常用交流电压采样电路2

此三相电压采样电路包括信号放大电路,二阶滤波电路,单极性转换电路。 a.信号放大电路

交流信号放大电路见图2-8所示。本设计采用的互感器为国内最新的高精度电压互感器(SPT204A)。其中SPT204A实际上是一款毫安级精密电压互感器,输入额定电流为2mA,额定输出电流为2mA,线性范围±10mA,非线性度

不需要加电阻R1。这样电压互感器副边输出为电流信号,这与电流互感器副边

输出信号相似。

交流信号放大电路工作原理可由下式表示:

错误!未找到引用源。 (2.4) 通过R2将传感器输出的电流信号转变为电压信号

图2-8 信号放大电路

b.二阶滤波电路范文九九网

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图2-9为二阶滤波电路,截至频率为2.5KHz。

f=2.5kHz

图2-9 二阶滤波电路

c.单极性转换电路

由于设计采用的DSP自带的AD,其采样要求输入信号为0~3.3V,故接入其引脚的信号电压也不能超过3.3V所以必须对放大电路给出的双极性信号做进一步处理。单极性转换电路如下图2-10所示[6]。

图2-10 单极性转换电路

2.2.3常用交流电压采样电路3

交流电压变送器以0~5 V的交流电压作为输出信号。因TMS320F2812的A/D输入信号范围为0~3 V.因此必须添加合适的调理电路以满足A/D输入的要求。

交流电压调理电路见图2-11,由图可知该电路由3部分组成:第1部分为射极跟随器.以提高电路的输入阻抗:第2部分是电压偏移电路:第3部分为箝位限幅电路,以保证输出电压信号在0~3 V,满足TMS320F2812的A/D输入信号范围[7]。

图2-11 交流电压信号调理电路

2.2.4常用交流电压采样电路4

系统电压经过相应的传感器后,统一变换为适当幅值的电压信号,经调理电路后,进行A/D转换。图2-12

R132

图2-12 系统电压的采样电路

从图2-12可知,系统输出电压的采样电路由四部分组成,第一部分是由LF353的运放构成的电压跟随器,R131和C109是为了抑制干扰。第二部分为电平

抬升电路,将围绕零电平波动的信号提升为单极性信号,第三部分进行跟随,第四部分为进入A/D前的保护部分,防止信号异常导致DSP芯片损坏[4]。

2.2.5常用交流电压采样电路5

相电压检测电路如图2-13所示,该电路采用了运算放大器加电压跟随器的方式,电压跟随器起到了隔离作用,以便在A/D入口前进行阻抗匹配。在A/D入口端采用二极管钳位,防止A/D输入电压越界。来自检测通道的电压互感器的电流号经运算放大器转换为电压信号后经电压平移后将交流量信号转换为0~3.3V的单极性电压信号接入DSP的A/D通道引脚[8]。

图2-13 相电压采样电路

2.3 常用交流电流采样电路及其特点

2.3.1常见交流电流采样电路1

a.电流转换电路

图2-14电流转换电路,其中CT为霍尔电流传感器DT50-P,它的性能也稳定可靠,易于安装。如何选择电阻R比较简单,可以参考上面交流电压转换电路,这里就不再赘述。

图2-14 交流信号采样电路

图2-15 电流转换电路

b.滤波补偿电路

由于电压电流的检测点就是STATCOM接入电网的同一点,其谐波干扰还是比较大的滤波补偿电路。那么三相电压电流经过各自的转换电路后必须进入了滤波补偿电路包含两部分:一部分为RC滤波,另一部分为相位补偿,如图2-16所示[5]。

图2-16 滤波补偿电路

2.3.2常见交流电流采样电路2

a.信号放大电路

交流信号放大电路见图2-17所示。本设计采用的互感器为国内最新的高精度电流互感器(SCT254AZ)。SCT254AZ是一款毫安级精密电流互感器,输入额定电流为5A,额定输出电流为2.5mA,线性范围0~20A,非线性度

图2-17 电流信号放大电路

b.二阶滤波电路

图2-18为二阶滤波电路,截至频率为2.5KHz

f=2.5kHz

图2-18 二阶滤波电路

c.单极性转换电路

由于设计采用的DSP自带的A/D,其采样要求输入信号为0~3.3V,故接入其引脚的信号电压也不能超过3.3V所以必须对放大电路给出的双极性信号做进一步处理。单极性转换电路如下图2-19所示[6]。

图2-19 单极性转换电路

2.3.3常见交流电流采样电路3

相电流检测电路如图2-20和所示,该电路采用了运算放大器加电压跟随器的方式,电压跟随器起到了隔离作用,以便在A/D入口前进行阻抗匹配。在A/D入口端采用二极管钳位,防止A/D输入电压越界。来自检测通道的电流互感器的电流号经运算放大器转换为电压信号后经电压平移后将交流量信号转换为0~3.3V的单极性电压信号接入DSP的A/D通道引脚[8]。

图2-20 相电流检测电路

2.3.4常见交流电流采样电路4

霍尔电流传感器以

-100~+100 mA的交流电流作为输出信号,TMS320F2812的A/D输入信号范围为0~3 V.因此必须添加合适的调理电路以满足A/D输入的要求。交流电流调理电路见图2-21,与交流电压调理电路不同的是.第1部分是经电容C4滤波后流经精密采样电阻尺 ,将电流信号变换为电压信号,第2部分是由运放构成的反相器:第3部分为箝位限幅电路,以保证输出电压信号在0~3 V,

[7]

满足TMS320F2407的A/D输入信号范围。

图2-21 交流电流信号采样电路

2.3.5常用交流电流采样电路5

电流采集采用 TA1014-2K卧式穿芯微型精密交流电流互感器,其额定输入为5A,额定输出为2.5mA,工作频率范围为20Hz~20kHz,相移小于5’,线性范围大于10A,非线性度小于0.1%,是比较理想的交流电流检测器件。图2-22为电流采集电路原理图。

图2-22 交流电路采样电路

由于DSP的A/D输入信号范围为0~3.3V,而经电流互感器测得的电流信号经转化后变成-1.5V~+l.5V的交流信号,故对其进行了1.5V的平移[9]。 2.4 常用直流电压采样电路及其特点

2.4.1常用直流电压采样电路1

a.直流电压传感器采用LEM公司的电压传感器LV100。LV100为霍尔效应的闭环电压传感器,所以有非常良好的原副边隔离作用,可测的电压范围为100V~2500V。图2-23为直流电压采样电路图。电压传感器LV100有如下优点: 精度高;线性度好;频带宽;抗干扰能力强[10]。

图2-23 直流电压采样传感器

电压传感器LV100的原边额定有效电流为10mA,在原边为额定电流时传感器精度最高。采样电阻R1 =80千欧,按原副边1:5的变比设计,副边电流为50 mA,

副边采样电阻为150欧,原边电压为800V时副边电压为7.5V。副边信号经二

阶滤波电路以减小干扰,由于采样直流信号,滤波器截止频率可以选取的较低,实际设计的滤波器截止频率为2k Hz。 b.电压检测电路

图2-24 电压检测电路1

霍尔电压传感器及采样电阻采集的直流电容电压从Udc

端输入图2-24的模拟电路,经电位器调节使U16A的3脚变化范围限制在0~3.3V,同时用RC滤波器滤除输入信号的噪声,0~3.3V

的电压信号经过电压跟随器,电压跟随器可保证在进行电阻匹配时防止其输入输出电路的电阻干扰。电压跟随器输出接的R64=51欧。

电阻是DSP接口的电阻要求,DSP接口端的串联二极管是为了确保输入DSP的电平限制到0~3.3V[3]。

2.4.2常用直流电压采样电路2

直流电压的采样电路与交流电压采样电路略有不同,如图2-25所示:

图2-25 直流电压采样电路2

直流电压与交流电压采样电路不同主要有两点,其一,因为传感器不同,前者采用直流电压霍尔,输出信号为电流信号,后者为电压变送器,输出信号为交

流信号,因此直流采样电路前端需接地电阻将电流信号转换为电压信号;其二,前者信号为直流信号的,后者为交流信号的,因此,直流电压采样不用电压偏移[1]。

2.4.3常用直流电压采样电路3

同样电压跟随器起防止电压冲击的作用。输出端加入钳位二极管,把电压钳制在3.3V以内,输出信号接入DSP的ADCIN端口,如图2-26所示[9]:

图2-26 3

2.4.4常用直流电压采样电路4

为本系统直流侧电压值较高,而直流电压传感器本身电流又很小,故从采用均

图2-27 系统直流电压采样电路4

2.4.5常用直流电压采样电路5

因直流电路对电压的精度要求低,对直流电压的采样电路直接用DSP内部的A/D,如图2-28所示:

图2-28 系统直流电压采样电路5

直流电压与交流电压采样电路不同主要有两点:其一,因为传感器不同,前者采用直流电压霍尔,输出信号为电流信号,后者为电压变送器,输出信号为交流信号,因此直流采样电路前端需接地电阻将电流信号转换为电压信号;其二,前A/D精度和类型不一样[2]。 2.5

直流电流采样电路设计与直流电压采样电路完全一样,只是前端的采样器件不同,这些器件对用户的接口统一为电流信号,这里就不再讨论。

3 采样电路设计

上一章写到3路交流电压、6路交流电流、2电网电压同步信号的采样电路的各种常见采样电路,可以看出采样电路的发展已经比较成熟,但如何设计出自己需要的采样电路,这将是下面要讨论的问题。 3.1 电网电压同步信号采样电路设计

DSTATCOM的工作与同步信号有密切的关系,所有的动作都要以同步信号作为参考,故硬件上的同步电路是不可或缺的。同步信号的产生有多种方法。第一种方法为最简单的过零同步,即对系统三相电压进行处理后取出一相基波正序电压作为同步信号,把该同步信号的过零时刻作为脉冲发生器的同步点,通过测量连续两个正向过零点之间的时间作为周期计算出同步信号的频率,因

此只能一个周期测得一次频率,在系统频率突变时,容易因无法跟踪系统频率变化而使DSTATCOM过流。第二种方法为采用锁相环技术,由于在同步信号频率突变时锁相环具有较长的延时,因此也容易导致DSTATCOM过流。第三种方法为采用“虚拟转子”法,对三相同步电压信号进行处理,得到脉冲的同步点和同步信号的频率。采用这种方法的优点是可以同时测量同步信号的频率,从而使脉冲发生器在系统同步信号发生突变时能保持与系统同步,保证DSTATCOM不因同步信号的突变而过流。由于设计要求不是特别高,本装置采用第一种方法得到同步信号。

图3-1 D-STATCOM系统同步电路

如图3-1可知,同步电路由三部分组成,第一部分是由电阻、电容组成的RC滤波环节,为减小DSTATCOM系统与电网的相位误差,该环节主要是滤除去电网的噪声干扰,该滤波环节的时间常数应远小于系统的输出频率,即该误差可忽略不计。其中R1=1000 Ω,C1=0.1uF,则时间常数T=RC=1错误!未找到

引用源。 10−4S

电压转换电路通过霍尔电压传感器CHV-50P实现,如图3-2所示。CHV-50P型电压传感器输出端与原边电路是电隔离的,可测量直流、交流和脉动电压或小电流。磁补偿式测量,过载能力强,性能稳定可靠,易于安装,用于电压测量时,传感器通过与模块原边电路串联的电阻Ru1与被测量电路并联连接,输出

电流正比于原边电压。

图3-2 电压转换电路

由于CHV-50P的输入额定电流In1为10mA,本电路检测的电压是220V的交流电压,则

Ru1=

U220V==2.2kΩ (3.1) IN110mA

电阻Ru1消耗的功率P1,为

P1=220V×10 mA=2.2KW (3.2)

因此电阻Ru1选择阻值为2.2 KΩ,功率为5W的大功率电阻。另外为了抑制共模

干扰,在交流输入侧并联了两个电容C。当然为了更好地消除这些干扰,可以在电压变换电路之前再加隔离变压器,那么电阻Ru1的选择就要对应于经过隔离

变压器后电压的改变而改变。

由于CHV-50P的输入额定电流In2为50mA,为了交流电压采样电路检测,必须把输出电流转换为电压,所以在电压传感器的输出侧串联了电阻Ru2。交流电

压采样电路采样电压范围-5V~+5V,则

Ru2=

U5V

==100Ω IN250mA

(3.3)

由于电阻Ru2消耗功率比较小,电阻Ru2选择上对功率没有特殊的要求。根据

选用的电压传感器,交流电压采样电路如图3所示:

R410K

图3-3 交流电压采样电路

从图3-3可以看出系统输出电压的采样电路由四部分组成,第一部分是由TL084的运放构成的射极跟随器,其中R3和C4是说为了抑制干扰,且时间常数

T=RC=10000Ω×220pF=2.2×10−6S

一个电压源组成的电压偏移电路,因目标信号为交流信号,而经过霍尔传感器采样得出的信号也为交流信号0~士5V,而系统CPU的A/D输入电平要求为0~3.3V,因此,需要进行电压偏移,该电路原理简单,不再赘述。第三部分也为射极跟随器;第四部分为箝位限幅电路,保证采样信号的幅值在0~3.3V之间,满足TMS320LF2407的输入信号要求。

采样电路中,经常用到电压跟随器,电压跟随器,顾名思义,就是输出电压与输入电压是相同的,就是说,电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。电压跟随器的显著特点就是,输入阻抗高,而输出阻抗低,一般来说,输入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。输出阻抗低,通常可以到几欧姆,甚至更低。在电路中,电压跟随器一般做缓冲级及隔离级。因为,电压放大器的输出阻抗一般比较高,通常在几千欧到几十千欧,如果后级的输入阻抗比较小,那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。在这个时候,就需要电压跟随器来从中进行缓冲。起到承上启下的作用。应用电压跟随器的另外一个好处就是,提高了输入阻抗,这样,输入电容的容量可以大幅度减小,为应用高品质的电容提供了前提保证。电压跟随器的另外一个作用就是隔离。 3.3 交流电流采样电路设计 1.电流转换电路

参考上面常见交流电流采样电路的设计,传感器选择霍尔电流传感器DT50-P,它的性能也稳定可靠,易于安装。如何选择电阻R8的阻值,根据后面

交流信号调理电路的输入要求而定,调理电路需输入-5V~+5V的交流电压信号,则:

RU

8=

I (3.4) N

即可确定R8的阻值

图3-4 电流转换电路

在图3-5中,电流实际值经过霍尔传感器及采样电阻后,转换成5V电压信号(Io2),此5V信号是反向的。Io2先进行滤波处理,滤除噪声干扰其中滤波电阻电容的选择应该满足时间常数小于1ms的要求,因此可选R9为100千欧,C6为

220pF;再经过理想运算放大器的电压并联负反馈将Io2转换成-3.3V~ +3.3V的信号;经过3.3V的电平抬升电路及平均处理使得电压跟随器的输入为0~3.3V单极性信号,其中R13、R14的阻值只要相同就可以,在这里选阻值为10千欧的电阻,

即安全又符合要求;最后经过两个串联二极管的限幅,确保输入DSP的信号为0~3.3V,以保证不会烧毁DSP,系统各元件参数及型号如图3-5中所示R15=1KΩ。

各相的电流采样方法原理相同。

图3-5 电流调理电路

3.4 直流电压采样电路设计

1.直流电压传感器采用LEM公司的电压传感器LV100

100V~2500V。图3-6为直流电压采样电路图。电压传感器LV100有如下优点:精度高;线性度好;频带宽;抗干扰能力强。

图3-6 直流电压采样传感器

电压传感器LV100的原边额定有效电流为10Ma,在原边为额定电流时传感器精度最高。采样电阻R1 =80千欧,按原副边mA,副边采样电阻为欧,原边电压为800V时副边电压为7.5V。副边信号经二阶滤波电路以减小干扰,由于采样直流信号,滤波器截止频率可以选取的较低,实际设计的滤波器截止频率为2k Hz。

经过传感器采样后还需经过直流电压调理电路调理后才能送入DSP的A/D采样端,直流信号调理电路如图3-7所示:

图3-7 直流电压信号调理电路

前端电阻16的作用是把霍尔传感器输出的直流电流信号变为直流电压信号,从

上面可知霍尔传感器副边输出的电流最大为50mA,根据

R=

U

(3.5) I

即可确定电阻R16的大小,其余部分的电阻则没有太严格的要求,我在本设计中采用的电阻型号如图3-7所示;第二部分为两个电压跟随器 ,与后面的采样电路进得电阻匹配;第三部分为两个二极管组成的箝位电路并加上滤波电容,保证输入DSP的A/D采样端的输入电压信号保持在0~3.3V以内,防止DSP被烧毁。 3.5

电流采样电路设计如图3-8所示,和直流电压信号调理电路完全一样,但前端

图3-8 直流电流信号调理电路

前端电流电流检测采用LEM公司型号为LA58-P的霍尔效应电流变换器,原边与副边之间是电气隔离的,该传感器可用于测量可用于测量直流、交流、漂;最佳的反应时间;宽频带;无插入损耗;抗干扰能力强;电流过载能力,因此选用此种类型的传感器可以达到良好的采样要求。

参考文献

[1] 王超.静止无功补偿器D_STATCOM的研究.2003.3

[2] 马献鸿.DSTATCOM控制方法的研究.西安理工大学硕士论文.2005.3 [3] 张军利.基于DSP的配电系统静止同步补偿器DSTATCOM的研究. 西安理

工大学硕士学位论文.2007.3

[4] 申炜.DSTATCOM参数设计与逆系统控制方法的研究.西安理工大学硕士学

位论文.2007.3

[5] 朱约章.配电系统STATCOM的分析及控制.广东工业大学工学硕士学位论

文.2005.5

[6] 俞霖.低压STATCOM系统设计与实验研究.江苏大学硕士学位论文.2009.6 [7] 张愉、马少军、齐美星.基于TMS320F2812的DSTATCOM的研究. 苏州市

职业大学电子信息工程系.2008.10

[8] 饶芹飞.配电网静止同步补偿器控制方法的研究. 西安理工大学硕士学位论

文.2008.3

[9] 丁留宝.基于DSP的STATCOM的研究与设计.2008.6.26

[10] 郭涛.基于DSP控制的三相三线制并联有源电力滤波器研究.南京航空航天大学硕士学位论文.2006.2

范文七:山特TG500 UPS电源电网电压采样电路分析

山特TG500 UPS电源电网电压采样电路如下图所示。

此电路是通过相线L经R51、R53R132、R136、R53再到中性线N。LM358双运放②、⑤脚为放大器交流电压输入脚。①、⑦为运放输出

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脚,输出到MC908JL8CDW的(20)脚,未经放大的交流电压输入到其(25)脚。UPS在电网供电情况下,输出转换到接电网电压,逆变器停止工作。若按实验按钮SWI,可转换为逆变供电。判断电网供电是否正常是通过取样电路,把电网电压送到微处理器。

山特TG500 UPS逆变开关电源工作原理分析

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范文八:电压采样电路设计总结报告

电压采样电路设计总结报告

专业班级: 电气工程及其自动化

实习日期:2013年7月22日---7月26日

2013年7月26日

目录

一、设计要求及目的:................................................ 2

二、所用元件:...................................................... 2

三、设计思路:...................................................... 2

1、电源部分电路 ................................................. 3

2、电流-电压转化电路 ............................................ 4

3、电压抬升电路: ............................................... 5

4、二阶滤波电路 ................................................. 6

5、方波转换电路 ................................................. 7

四、课程设计中出现的问题及解决方案.................................. 9

五、设计总结........................................................ 9

一、设计要求及目的: 1、设计目标:设计一个电压采样电路,对220v交流信号进行采样,并利用运放对其进行处理,使其成为数模转换器(A/D)能够处理的信号。

2、基本要求:根据元件列表设计采样电路及其工作电源回路,将220v交流输入信号变为0-3v信号,并对其进行二阶有源滤波,滤除高频干扰信号,滤波后的信号平滑无畸变。

3、扩展:设计电路,将交流信号变为方波,过零点处干净无毛刺信号。

4、设计目的:

1)加强自主性学习、研究性学习,加强团队合作,提高创新意识;

2)通过该设计学会并掌握常用电子元器件的选择和使用方法;

3)结合所学的电子电路的理论知识完

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成电压采样课程设计。

二、所用元件: 变压器 1个、 1N4007单向二极管 5个、 470uF电解电容 4个 芯片7815和7915、 紧密电流型电压互感器 1个、 LM324芯片 10K电位器 1个、 201pF电容 2个

电阻:110KΩ1个、 10KΩ5个、 1Ω1个、 1KΩ2个、

470Ω1个、 200Ω1个

三、设计思路:

电压采样电路基础模块的设计思路首先是220v交流电源经过电流型电压互感器使强电转换为弱电,再通过电流/电压变换电路使其输出电压为-1.5v~+1.5v,接着通过一个反相加法运算电路使其输出电压抬升为0~3v,最后经过一个二阶有源低通滤波电路对其进行滤波,滤除高频干扰信号,滤波后的信号平滑无畸变,最后用一迟滞比较器将正弦波变成方波信号。

总电路图为:

1、电源部分电路

电路图为:

分析:通过电路图中三个万用表的示数可知,变压器输出交流电的有效值为15.078V,输出的直流电压为+15.517V和-15.633V,符合要求。

此电压用于给给芯片LM324提供直流电源,以及提升电压用。

1)电源变压器:是降压变压器,它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压,并送给整流电路,变压器的变比由变压器的副边电压确定。

2)整流电路:利用4个单向导电元件,把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。

3)滤波电路:由于经过整流的直流脉冲电压还含有较大的纹波,因此需要设计滤波电路将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而得到比较平滑的直流电压,用两个470uF的电解电容。

4)稳压电路:稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压、负载的变化而变化,用7815和7915芯片。

2、电流-电压转化电路

思路:220V(有效值)交流电源经过110K欧姆的电阻后电流变为2mA(有效值),经过2mA/2mA的精密电流型的电压互感器后电流仍未2mA,根据运放的虚短虚断的原理可知,运放输出的电压峰峰值为-1.5V到+1.5V。

计算过程为:1.8mA*580Ω*√2=1.47V(由于给的功率电阻是121K的,所以电流为1.8mA)

电路图为:

输出波形图为:

3、电压抬升电路:

思路:利用反向加法器的原理将正负1.5V的电压提升到0-3V,所用提升电压为直流电源提供的-15.633V电压,通过参数选择可以实现此模块。

电路图为:

计算公式为:U02=-[U01*1KΩ/1KΩ+(-15)*1KΩ/10KΩ],U02为0-3V的正弦波。 其中470欧姆的电阻是平衡电阻,其计算过程为1K//1K//10K,三个电阻并联的阻值。

输出波形为:

经测试后在示波器上得到的波形与仿真波形相似,但稍有毛刺。

4、二阶滤波电路

思路:利用所学的二阶低通滤波电路可以设计出符合要求的滤波电路

电路图为:

根据其要求对0-3V电压进行二阶有源滤波,滤除高频干扰信号,滤波后的信号平滑无畸变。

根据二阶低通有源滤波的公式得:

f0=1/(2*3.14*R*C),我们选择电阻值为1MΩ,电容值为201pF,故

f0=1/(2*3.14*1*10*201*10)=792.2Hz,近似为800Hz,符合要求。 由“虚短”和“虚断”的特点可得方程:

U+=U-=U03*R8/(R7+R8)=U03/(1+R8/R7)=U03/Aup ,应使U+=U-=U03

得Aup =1,则取R7=2MΩ,R8=1Ω,目的是使滤波的低通增益为1,不会改变之前0—3v电压的波形。经滤波后的U03的波形为0-3V正弦波。

输出波形图为:

6-12

从示波器上测试的结果稍微有点相位差,两个波形并不是完全的重合,但是误差不大,分析原因为电阻有一定的误差。

5、方波转换电路

思路:利用迟滞比较器,不用过零比较器的原因是,过零比较器是输入信号与零点相比较,但正弦波的零点会有抖动,所以方波会出现脉冲,用迟滞比较器可以将零点越过去。然后后面加一单向导通的二极管,只留下方波的上半部分。

电路图为:

分析过程为: R11

之前接的是第一个运放的输出U01即峰值1.5V的正弦波,设计要求中,需要将输出波形的毛刺去除,所以所用电路为迟滞比较器。为运放的正输入端电压近似为0,有公式得:

U+=U04*R14/(R14+R11),则应使R14远小于R11。

经多次的仿真调试,我们选择R14=150Ω,R11=10KΩ.

波形图为:

所焊的电路在示波器上检测的波形虽有一定的相位差,但总体上符合要求,分析产生相移的原因为,用的是迟滞比较器,不可能严格过零点只能尽量去接近零点。

四、课程设计中出现的问题及解决方案 1、设计电路首先在电脑上用软件仿真,以此来选取参数,不同的仿真软件可能有不同的结果,运放也会出现问题,不过通过不断的更改参数,不断的理论计算在仿真,最终出现了各部分波形图。 2、这次所用的芯片是LM324,是四个运放集合在一个芯片上,所以布局很重要,通过组内讨论,将绕线最少,电路最简单为目的。

3、刚开始输出的方波和正弦波有一定的相位差,分析其原因是电阻参数选取的不合适,运放是用作电压比较器用,所以输入端电压越接近零越好。通过改变参数,最终在老师那检测的结果基本符合要求。

五、设计总结

1、通过近几天的实习,我们学习了采样电路设计的相关知识,遇到问题互相讨论最终解决;

2、实践出真知,无论课本上讲的内容如何,只有通过实践才能获得真正的真

理,所以在以后的学习生活中要理论联系实际,多动手动脑;

3

、团队的力量大于个人,我们三人分工明确并将遇到的各种问题讨论后一一解决,所以只有团队合作,才能把事情做好;

4、这次实习进一步的提高了我们的焊接与整体布局能力,对于电路的焊接在技术上更加熟练,在布局上更加美观,让学长检查电路时,学长建议能走锡的话尽量少走线;

5、我们对于Multism软件有了更深一层次的掌握与运用,在今后的学习中会有很大的帮助。

下面是我们的电路实物图和布局图

10

11

范文九:交流电压和电流采样电路设计写作提纲

交流电压和电流采样电路设计(题目:小二宋体加黑)

1. 交流电压和电流采样电路设计原理(所有一级标题:三

号宋体加黑)

(首先给出组成原理框图、说明由哪几个部分组成、并阐明其原理,然后分小节结合原理图阐明各个部分的原理及设计方法)

正文用小四宋体不加黑

注:文中所有图形居中

图1.1 交流电压和电流采样电路原理框图

1.1 电压和电流传感器电路(所有二级标题:四号宋体加黑)

<
范文九九网
p>(应该分别阐明交流电压、电流互感器的原理和

霍尔电压、电流传感器的原理,并相应地各举一例典型型号说明其技术参数(即原、副边额定电压电流)、给出接线原理图、说明其原理。)

(a) 电压互感器

(b) 电流互感器

图1.2 交流电压和电流互感器原理图

图1.3 霍尔电压和电流传感器原理图

1.2 有源滤波器(首先阐明有源滤波器的作用,然后结合原理图分别阐述一阶、二阶有源低通滤波器的原理及设计方法)

图1.4 一阶有源低通滤波电路原理图

V4Vo (1.1) Avf

注:文中所有公式居中,标号居右

且用公式编辑器编辑公式

1.3 信号调理和限幅电路(写法同上,结合原理图说明其原理及设计

方法)

2. 电路参数计算及仿真分析

2.1 仿真工具简介

2.2 电压和电流传感器电路 (此部分只需计算参数、元器件选型,不需仿真分析)

2.3 有源滤波器电路(电路参数计算、元器件选型、仿真分析选出最优参数)

2.4 信号调理及限幅电路(同上)

2.5 结论 (画出设计好的完整的原理图,说明其原理和特点,给出元器件清单等)

范文十:智能电表中的电流与电压采样电路设计

电流采样电路使用分流器:其中R57、R56为采样电阻,C21、C22为采样电容,他们为采样通道提供了采样电压信号,采样电压信号的大小由分流器的阻值和流过其上的电流决定。电流采样通道采用完全差动输入,V1P为正输入端,V2P为负输入端,电流采样通道最大差动峰值电压应小于470mV,电流采样通道的PGA其增益可由ADE7755的G1和G0来选择。 当使用分流器采样时,G1和G0都接高电平,增

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益选16,通过分流器的峰值电压为±30mV。本设计电表为5(30)A规格,分流器阻值选择350uΩ,当流过分流器的电流为最大电流时,其采样电压为350uΩ×30A=10.5mV,不超过峰值电压半满度值。

电压采样电路:电压输入通道也为差分电路,V2N引脚连接到电阻分压电路的分压点上,V2P接地。

电压输入通道的采样信号是通过衰减线电压得到的,其中R11、R13、R47~R49、R55、R60、R75~R78、R80、R81为校验衰减网络,通过短接跳线S5至S13可将采样 信号调节到需要的采样值上,当电能表为基本电流时,电压采样值为174.2mV,为了允 许分流器的容差和片内基准源8%的误差,衰减校验网络应该允许至少30%的校验范围,根据图6的参数,其调节范围为168.9 mV~250 mV,完全满足了调节的需要。这个衰减网络的-3dB频率是由R80和C33决定的,R54、R73、R74确保了这一点,即使全部跳线都接通,R54、R73、R74的电阻值仍远远大于R80。 R80和C33的选取要和电流采样通道的R57、C21匹配,这样才能保证两个通道的相位进行适当的匹配,消除相位失调带来的误差影响。