[發明專利]一種基于羅氏線圈電流互感器的模擬積分器電路

無效

• 申請號: 201210544531.8
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103023479A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 嚴剛;李茂峰;楊先林
• 申請（專利權）人: 廣西星宇智能電氣有限公司
• 主分類號: H03K19/00
• 分類號: H03K19/00
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 劉小萍

技術領域

本發明屬于電力測量技術領域，特別涉及一種基于羅氏線圈電流互感器的模擬積分器電路。

背景技術

在電子式電流互感器的研究中，羅氏線圈作為一次電流傳感單元，以其線性度好、無磁飽和現象、測量帶寬廣且準確度高等優良特性，得到了廣泛的關注。但是由于羅氏線圈二次側輸出電壓信號是一次側電流信號的微分，要還原出與一次側電流信號成正比例的信號，必須添加相應的積分環節。因此，積分器電路是羅氏線圈互感器實際應用中的關鍵且必不可少組成部分。

積分電路是指使輸出電壓與輸入電流的時間積分值成比例的電路。在信號處理電路和有源網絡中作模擬運算的積分器常用運算放大器和RC器件構成。采用運算放大器、輸入電阻和反饋電容構成基本積分器電路，由于運算放大器固有輸入偏置及溫度漂移等參數的影響，存在“積分漂移”現象，都將使運放的輸出達到飽和，帶來積分器阻塞；另外積分器輸出幅度變化近似反比與頻率變化，當頻率很小時，增益可能是工頻信號的很多倍，即低頻信號干擾能影響到積分電路的正常工作。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于羅氏線圈互感器的模擬積分器電路，將低頻增益平坦化積分電路用于羅氏線圈的二次側信號處理環節中，增加對低頻信號的處理能力和測量準確度。

本發明基于羅氏線圈電流互感器的模擬積分器電路，它由濾波電路、積分電路、移相電路、直流隔離電路和調零電路組成，羅氏線圈的輸出信號輸入到濾波電路，濾波電路輸出到積分電路，積分電路輸出到移相電路，移相電路輸出到直流隔離電路，直流隔離電路輸出至與單片機AD連接的調零電路。

本發明基于羅氏線圈電流互感器的模擬積分器電路，所述的濾波電路為二階低通濾波器，截止頻率f為2.5kHZ，用于濾除一次側電流經羅氏線圈測量后輸出信號中的高頻分量。

本發明基于羅氏線圈電流互感器的模擬積分器電路，所述的積分電路為低頻增益平坦化積分電路，用于處理羅氏線圈輸出的微分信號，它的結構包括運算放大器U1，運算放大器U1的同相端與第二電阻R2和第三電容C3的一端連接，第二電阻R2和第三電容C3的另一端接地；第一電阻R1連通羅氏線圈和運算放大器U1的反相端；第三電阻R3和第四電阻R4串聯后連接在運算放大器U1的輸出端和反相端之間；第一電容C1和第二電容C2并聯后連接在運算放大器U1的輸出端和反相端之間；第三電阻R3和第四電阻R4的連接點經第四電容C4接地；第一電容C1和第二電容C2為高頻瓷介電容。

本發明基于羅氏線圈電流互感器的模擬積分器電路，所述的移相電路為負反饋反相放大電路，用于將一次側電流經羅氏線圈測量輸出和積分電路后的信號移相180°處理。

本發明基于羅氏線圈電流互感器的模擬積分器電路，所述的直流隔離電路主要由CBB聚丙烯電容完成，用于隔離一次側電流經過羅氏線圈測量后輸出信號中的直流分量。

本發明基于羅氏線圈電流互感器的模擬積分器電路，所述的調零電路用于處理在積分電路和移相電路過程中產生的直流零漂，使經模擬積分電路和移相電路后輸出的電壓信號中性點鉗制在0附近。它的結構主要包括運算放大器U2，第五電阻R5和第一電位器RP1串聯后連接在運算放大器U2的同相端與地之間；第六電阻R6連通地和運算放大器U2的反相端；第七電阻R7連接在運算放大器U7的輸出端和反相端之間。

本發明的優越性在于：采用低頻增益平坦化模擬積分電路，能夠有效地處理低頻信號問題，在實際應用上具有很好的暫態特性；整個積分器電路包含移相環節和調零環節，線性度高；所選元器件全部為特級型，具有很好的穩定性，整個積分器電路能夠克服元器件溫漂等對積分器性能的影響，實現高準確度的信號還原。

附圖說明

圖1是本發明的整體電路結構圖。

圖2是圖1中的積分電路結構圖。

圖3是圖1中的調零電路結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明基于羅氏線圈電流互感器的模擬積分器電路作進一步說明：

如圖1所示，為本發明基于羅氏線圈電流互感器的模擬積分器電路的整體結構圖。它由濾波電路1、積分電路2、移相電路3、直流隔離電路4和調零電路5組成，羅氏線圈6的輸出信號輸入到濾波電路1，濾波電路1輸出到積分電路2，積分電路2輸出到移相電路3，移相電路3輸出到直流隔離電路4，直流隔離電路4輸出到調零電路5，調零電路5輸出至單片機AD7。