基于dsp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DSP及磁平衡式霍爾傳感器的電量數字化轉換器。
【背景技術】
[0002]目前，電能質量問題已成為電氣工程領域研究的前沿課題，其集電子技術，通信技術和計算機技術等多個學科于一體，其研究水平也象征一個國家的科技水平在國際中的地位。電能質量研究技術的提升對于電網和電力用戶而言都是一個福音，因為它涉及到國民生產和人民日常生活的方方面面，特別對電力公司而言可以幫助供電公司在規劃中正確地改善供用電系統的基礎結構，提高系統運行的穩定性以及合理地擴大系統的容量和確定投資水平，具有重要的統籌意義。而通過對電網相關電力參數的連續監測和記錄，建立起能表征電能質量的有效數據庫，可以提前預測故障信息，提醒人們對供用電設備的安全狀態進行檢修，有利于把損失降低到最小。同時微控制器科技迅猛發展，特別是隨著DSP的發展與應用，使得電能質量在檢測、監控和分析等方面得到了提高，進而有利于發現用戶供電的問題與規律，改善電能質量。
[0003]
【發明內容】
[0004]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DSP及磁平衡式霍爾傳感器的電量數字化轉換器。
[0005]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0006]一種基于DSP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DSP芯片，所述的DSP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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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DSP控制芯片互連；通過磁平衡式霍爾傳感器與DSP控制芯片的低功耗、高運算精度以及實時快速數據處理能力，有效提高檢測精度的同時，實時監測電能質量。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0014]實施例
[0015]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，難以進行直接測量，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。
[0016]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DSP芯片3，所述的DSP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。
[0017]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
I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I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。
[0018]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I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。
[0019]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。
[0020]圖1中第一磁平衡式霍爾電流傳感器I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n2。將兩電流傳感器中的霍爾元件與DSP芯片3相連，檢測霍爾元件中的感應電流大小ipi2。根據感應電流L、i2大小，調整DSP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、12為O。故可以得到:
[0021]利用DSP芯片實現對電信號的采集和數據處理，得到電流、電壓、有功功率等參數值，同時利用FFT，Hilbert等算法計算出各次諧波含量、無功功率以及功率因數。并且通過軟件設計，對各個環節進行時序控制和計算、傳輸處理。
[0022]需要強調的是，本發明優選實施例只是用于幫助闡述本發明。優選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的【具體實施方式】。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本發明。本發明僅受權利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【主權項】
1.一種基于DSP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DSP芯片，所述的DSP模塊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DSP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DSP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DSP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DSP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DSP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DSP芯片，所述的DSP模塊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，無需添加外設AD轉換裝置，將電流傳感器直接與DSP控制芯片互連；通過磁平衡式霍爾傳感器與DSP控制芯片的低功耗、高運算精度以及實時快速數據處理能力，有效提高檢測精度的同時，實時監測電能質量。
【IPC分類】G01R31-00
【公開號】CN104678214
【申請號】CN201510056217
【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