[發明專利]一種全橋整流負載功率和交流功率的高精度檢測電路

無效

• 申請號: 201310550428.9
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN104635037A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 劉珉愷
• 申請（專利權）人: 西安信唯信息科技有限公司
• 主分類號: G01R21/06
• 分類號: G01R21/06
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張培勛

技術領域

本發明涉及一種電源功率檢測，特別是一種全橋整流負載功率和交流功率的高精度檢測電路。

背景技術

通過交流220v整流后，通過調節電路（恒流或恒壓）直接加載在負載上，通過現有的儀器對電源的功率因素檢測會出現問題。

功率因數（英語：Power?Factor，縮寫：PF）又稱功率因子，是交流電力系統中特有的物理量，是一負載所消耗的有功功率與其視在功率的比值，其數值在0到1之間。

有功功率代表一電路在特定時間做功的能力，視在功率是電壓和電流有效值的乘積。純電阻負載的視在功率等于有功功率，其功率因子為1。若負載是由電感、電容及電阻組成的線性負載，能量可能會在負載端及電源端往復流動，使得有功功率下降。

功率因子和電效率（英語：Electrical?efficiency）二者是不同概念，一設備的效率是輸出功率相對于輸入功率的比值，和功率因數不同。一設備功率因子提升后，設備本身的效率不一定會隨之提升。但功率因子提升后，視在功率及輸入電流會減小，因此供電系統的效率會提升。

在交流電路中，電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數，用符號cosΦ表示，在線性交流電路中，數值上功率因數是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S。現有的功率因數檢測都是基于此原理給出的。這種檢測只對交流電壓與電流之間的相位差進行檢測，不需要對實際功率輸出進行檢測，因此對非線性負載，得到的結論是有偏差的。

發明內容

本發明的目的是提供一種即能給出交流電壓與電流之間的相位差，又能給出有功功率與其視在功率和其比值的全橋整流負載功率和交流功率的高精度檢測電路。

本發明的目的是這樣實現的，一種全橋整流負載功率和交流功率的高精度檢測電路，其特征是：至少包括整流濾波電路和調節電，整流濾波電的輸入端是交流輸入端口，整流濾波電和調節電路的輸出端是直流輸出端，在交流輸入端口與交流電源之間有交流輸入端接口，在直流輸出端與負載RL之間有直流輸出端接口，直流輸出端接口和交流輸入端接口與檢測電路電連接，直流輸出端接口用于傳感輸入端的電流和電壓信號，將傳感的電流和電壓信號提供給檢測電路處理；交流輸入端接口用于傳感輸出端的電流和電壓信號，將傳感的電流和電壓信號提供給檢測電路處理；由檢測電路同時給出有功功率、視在功率，給出有功功率與視在功率的比值。

所述的檢測電路包括顯示器、按鍵、處理器，處理器電連接有顯示器和按鍵，處理器帶有多路A/D轉換器端口，多路A/D轉換器端口分別與直流輸出端接口的傳感器輸出端電連接，直流輸出端接口的傳感器有電流傳感單元和電壓傳感單元，電流傳感單元和電壓傳感單元將傳感的電流和電壓信號提供給檢測電路的處理器處理；多路A/D轉換器端口分別與交流輸入端接口的傳感器輸出端電連接，交流輸入端接口的傳感器有電流傳感單元和電壓傳感單元，電流傳感單元和電壓傳感單元將傳感的電流和電壓信號提供給檢測電路的處理器處理，處理器處理的結果顯示在顯示器。

所述的交流輸入端接口中的電流傳感單元是在輸入端串接有電阻R和發光元件GFS，發光元件GFS發出光對準光電池GJS，光電池GJS輸出電壓與A/D轉換器端口電連接；電壓傳感單元是套接在交流回路中的互感線圈L；互感線圈L的輸出端與A/D轉換器端口電連接。

所述的交流輸入端接口中的電流傳感單元是在輸入端串接的電壓互感器T，電壓互感器T一端與交流220V電連接，電壓互感器T輸出端與A/D轉換器端口電連接；電壓傳感單元是套接在交流回路中的互感線圈L；互感線圈L的輸出端與A/D轉換器端口電連接。

所述的直流輸出端接口中的電流傳感單元是在負載回路中串接發光二極管D，發光二極管D的發光方向上有光電接收器G，通過光電接收器G接收的電壓或電流值獲取直流輸出電流；直流輸出端接口中的電壓傳感單元是通過電阻R1和R2進行分壓，R2上的電壓輸出給出直流輸出端電壓，為了不影響分壓對電壓檢測的影響，R2上的電壓通過電壓跟隨器隔離。

所述的直流輸出端接口中的電流傳感單元是在負載回路中串接電阻R0，通過電阻R0獲取電壓，電阻R0是標準電阻，重而獲取直流輸出電流；直流輸出端接口中的電壓傳感單元是通過電阻R1和R2進行分壓，R2上的電壓輸出給出直流輸出端電壓，為了不影響分壓對電壓檢測的影響，R2上的電壓通過電壓跟隨器隔離。