基于arm及磁平衡式霍爾傳感器的電量數字化轉換器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電量數字化轉換器，尤其是涉及一種基于ARM及磁平衡式霍爾傳 感器的電量數字化轉換器。
【背景技術】
[0002] 保證電能質量的高穩定性，這一課題已經成為電力公司和其他發電部門急需解 決的重要問題，解決方法一般依靠監測、記錄、分析電能質量的運行情況，從而得到電能質 量的各種有效數據，通過這些數據來釆取相應的應對措施，目的是改善電能質量。目前市 場上存在一些電能監測設備，不過大部分功能簡單，已經不適應當前對電能質量的監控的 需求，于是市場上涌現一批研發人員對高精度、多功能的電能質量監控設備進行理論研宄 和實踐。另外，隨著數學算法的創新，高端芯片技術的長足進步，利用新技術、新理論、新 手段讓電能監測設備有具有多功能、高時效性的特點，進而有利于發現用戶供電的問題與 規律，改善電能質量。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于ARM及磁 平衡式霍爾傳感器的電量數字化轉換器。
[0004] 本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
[0005] 一種基于ARM及磁平衡式霍爾傳感器的電量數字化轉換器，該轉換器接在電網 上，其特征在于，所述的轉換器包括相互連接的磁平衡式霍爾電流傳感器和ARM芯片，所述 的ARM芯片包括依次連接的檢測電路、處理電路和抑制信號輸出電路，所述的磁平衡式霍 爾電流傳感器分別與電網、檢測電路和抑制信號輸出電路連接。
[0006] 所述的磁平衡式霍爾電流傳感器包括兩個，分別為第一磁平衡式霍爾電流傳感器 和第二磁平衡式霍爾電流傳感器，所述的第一磁平衡式霍爾電流傳感器的輸入端直接與電 網連接，輸出端與檢測電路連接，所述的第二磁平衡式霍爾電流傳感器的輸入端通過電阻 與電網連接，輸出端與檢測電路連接。
[0007] 所述的檢測電路包括分別與處理電路連接的電流檢測電路和電壓檢測電路，所述 的電流檢測電路輸入端與第一磁平衡式霍爾電流傳感器連接，所述的電壓檢測電路輸入端 與第二磁平衡式霍爾電流傳感器連接。
[0008] 每個磁平衡式霍爾電流傳感器包括原邊線圈、副邊線圈和霍爾元件端，所述的原 邊線圈與電網連接，所述的檢測電路輸入端與霍爾元件端連接，所述的抑制信號輸出電路 的輸出端與副邊線圈連接。
[0009] 所述的處理電路對采集的電信號進行處理，包括計算得到電流、電壓、功率及功率 因數值，并對采集的信號進行FFT變換，計算出各次諧波含量。
[0010] 與現有技術相比，本發明設計合理，結構簡單，無需添加外設AD轉換裝置，將電流 傳感器直接與ARM控制芯片互連；通過磁平衡式霍爾傳感器與ARM控制芯片的低功耗、高性 能，有效提高檢測精度，節約產品成本，對電網質量進行有效的監測，功能更加完善。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0013] 實施例
[0014] 電網中的信號電壓都是220V/380V電壓或是更高，利用現有的電子裝置進行測 量，無法進行直接測量，因此需要利用電流傳感器將電網信號變為可測的低壓信號傳送到 裝置中。本發明中采用磁平衡式霍爾電流傳感器。對于電流參數檢測，直接將電網信號接 入傳感器的原邊線圈；而對于電壓參數檢測，通過串聯一個電阻R將電壓信號轉變為電流 信號測得。
[0015] 如圖1所示，本發明轉換器包括相互連接的磁平衡式霍爾電流傳感器和ARM芯片 3,所述的ARM芯片3包括依次連接的檢測電路、處理電路33和抑制信號輸出電路34,所述 的磁平衡式霍爾電流傳感器分別與電網、檢測電路和抑制信號輸出電路34連接。
[0016] 所述的磁平衡式霍爾電流傳感器包括兩個，分別為第一磁平衡式霍爾電流傳感器 1和第二磁平衡式霍爾電流傳感器2,所述的第一磁平衡式霍爾電流傳感器1的輸入端直接 與電網連接，輸出端與檢測電路連接，所述的第二磁平衡式霍爾電流傳感器2的輸入端通 過電阻與電網連接，輸出端與檢測電路連接。
[0017] 所述的檢測電路包括分別與處理電路連接的電流檢測電路31和電壓檢測電路 32,所述的電流檢測電路31輸入端與第一磁平衡式霍爾電流傳感器1連接，所述的電壓檢 測電路32輸入端與第二磁平衡式霍爾電流傳感器2連接。
[0018] 每個磁平衡式霍爾電流傳感器包括原邊線圈、副邊線圈和霍爾元件端，所述的原 邊線圈與電網連接，所述的檢測電路輸入端與霍爾元件端連接，所述的抑制信號輸出電路 的輸出端與副邊線圈連接。
[0019] 圖1中第一磁平衡式霍爾電流傳感器1用于電流檢測，設其原、副邊線圈匝數比為 Ii1，第二磁平衡式霍爾電流傳感器2用于電壓檢測，設其原、副邊線圈匝數比為n 2。將兩電 流傳感器中的霍爾元件與ARM芯片3相連，檢測霍爾元件中的感應電流大小h、i2。根據感 應電流h、i 2大小，調整ARM芯片3輸出的抑制電流信號i3、i4，讓副邊線圈在聚磁環中產生 的磁場與原邊線圈的所產生的磁場相互抵消，從而使h、"為0。故可以得到：
【主權項】
1. 一種基于ARM及磁平衡式霍爾傳感器的電量數字化轉換器，該轉換器接在電網上， 其特征在于，所述的轉換器包括相互連接的磁平衡式霍爾電流傳感器和ARM芯片，所述的 ARM芯片包括依次連接的檢測電路、處理電路和抑制信號輸出電路，所述的磁平衡式霍爾電 流傳感器分別與電網、檢測電路和抑制信號輸出電路連接。
2. 根據權利要求1所述的一種基于ARM及磁平衡式霍爾傳感器的電量數字化轉換器， 其特征在于，所述的磁平衡式霍爾電流傳感器包括兩個，分別為第一磁平衡式霍爾電流傳 感器和第二磁平衡式霍爾電流傳感器，所述的第一磁平衡式霍爾電流傳感器的輸入端直接 與電網連接，輸出端與檢測電路連接，所述的第二磁平衡式霍爾電流傳感器的輸入端通過 電阻與電網連接，輸出端與檢測電路連接。
3. 根據權利要求2所述的一種基于ARM及磁平衡式霍爾傳感器的電量數字化轉換器， 其特征在于，所述的檢測電路包括分別與處理電路連接的電流檢測電路和電壓檢測電路， 所述的電流檢測電路輸入端與第一磁平衡式霍爾電流傳感器連接，所述的電壓檢測電路輸 入端與第二磁平衡式霍爾電流傳感器連接。
4. 根據權利要求1所述的一種基于ARM及磁平衡式霍爾傳感器的電量數字化轉換器， 其特征在于，每個磁平衡式霍爾電流傳感器包括原邊線圈、副邊線圈和霍爾元件端，所述的 原邊線圈與電網連接，所述的檢測電路輸入端與霍爾元件端連接，所述的抑制信號輸出電 路的輸出端與副邊線圈連接。
5. 根據權利要求1所述的一種基于ARM及磁平衡式霍爾傳感器的電量數字化轉換器， 其特征在于，所述的處理電路對采集的電信號進行處理，包括計算得到電流、電壓、功率及 功率因數值，并對采集的信號進行FFT變換，計算出各次諧波含量。
【專利摘要】本發明涉及一種基于ARM及磁平衡式霍爾傳感器的電量數字化轉換器，該轉換器接在電網上，所述的轉換器包括相互連接的磁平衡式霍爾電流傳感器和ARM芯片，所述的ARM芯片包括依次連接的檢測電路、處理電路和抑制信號輸出電路，所述的磁平衡式霍爾電流傳感器分別與電網、檢測電路和抑制信號輸出電路連接。與現有技術相比，本發明設計合理，結構簡單，低成本，無需添加外設AD轉換裝置，將電流傳感器直接與ARM控制芯片互連；通過磁平衡式霍爾傳感器與ARM控制芯片的低功耗、高性能，有效提高檢測精度，節約產品成本，對電網質量進行有效的監測，功能更加完善。
【IPC分類】G01R19-00, G01R23-16, G01R21-06
【公開號】CN104678165
【申請號】CN201510057283
【發明人】殳國華, 周平, 陳敏捷, 李丹, 張士文
【申請人】國家電網公司, 國網浙江省電力公司, 上海交通大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月3日