[實用新型]電子式互感器

有效

• 申請號: 201621160815.7
• 申請日: 2016-11-01
• 公開（公告）號: CN206132829U
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 王麗春;吳清華
• 申請（專利權）人: 上海協霖電子有限公司
• 主分類號: G01R15/18
• 分類號: G01R15/18
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙)31230
• 代理人: 陳偉勇

技術領域

本實用新型涉及一種互感器，特別是涉及一種電子式互感器。

背景技術

傳統三相電能表采用電流互感器進行電流取樣。相比錳銅分流器，互感器成本更高，體積隨著互感器額定電流增加成倍增加，且需要抗直流分量飽和設計更大的體積。但是三相電表不能直接使用錳銅分流器，必須把錳銅分流器采樣到的電流信號隔離傳輸給三相計量芯片。模擬信號的隔離通常可以采用線性光耦、磁耦合隔離器實現，但是線性光耦和磁耦合隔離器的價格都非常昂貴，遠遠超出普通三相電表的成本承受能力。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種電子式互感器，其體積小，成本低，供電簡單，傳輸誤差小。

本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：一種電子式互感器，其包括電流表、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第一運算放大器、第二運算放大器、第三運算放大器、第四運算放大器、第一光耦、第二光耦、第五運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十五電阻、第十六電阻，第九電阻、第十電阻、第十一電阻和運算放大器構成第一級放大電路；第八電阻、第十二電阻、第十三電阻和運算放大器構成第二級放大電路；第一電容、第三電容、第四電容、第四電阻、第五電阻和第二運算放大器相連構成電壓參考電路給第一級放大電路和第二級放大電路提供電壓偏置；第一電阻、第二電阻、運算放大器、第二電容、第六電阻、第三電阻、第一光耦和第二光耦相連構成模擬線性光耦電路；第十五電阻和第十六電阻相連構成比例縮小電路；第五運算放大器、第七電阻、第六電容和第五電容相連構成信號輸出濾波和隔離電路。

本實用新型的積極進步效果在于：本實用新型體積小，成本低，供電簡單，傳輸誤差小。

附圖說明

圖1為本實用新型電子式互感器的電路圖。

圖2為本實用新型的工作原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖給出本實用新型較佳實施例，以詳細說明本實用新型的技術方案。

如圖1所示，本實用新型電子式互感器包括電流表XMM1、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第一運算放大器U1A、第二運算放大器U1B、第三運算放大器U2A、第四運算放大器U2B、第一光耦U3A、第二光耦U3B、第五運算放大器U4A、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十五電阻R15、第十六電阻R16，第九電阻R9、第十電阻R10、第十一電阻R11和運算放大器U2A構成第一級放大電路；第八電阻R9、第十二電阻R12、第十三電阻R13和運算放大器U2B構成第二級放大電路；第一電容C1、第三電容C3、第四電容C4、第四電阻R4、第五電阻R5和第二運算放大器U1B相連構成電壓參考電路給第一級放大電路和第二級放大電路提供電壓偏置Vref；第一電阻R1、第二電阻R2、運算放大器U1A、第二電容C2、第六電阻R6、第三電阻R3、第一光耦U3A和第二光耦U3B相連構成模擬線性光耦電路；第十五電阻R15和第十六電阻R16相連構成比例縮小電路；第五運算放大器U4A、第七電阻R7、第六電容C6和第五電容C5相連構成信號輸出濾波和隔離電路。

圖1為Multisim仿真模擬電路圖，電流源I1和電流控制電壓源V1相連模擬構成錳銅分流器仿真模型；電流表XMM1為監控電流源I1用。

線性光耦模擬電路的傳輸比為R3/R2，即第三電阻和第二電阻的比值。其傳輸誤差由兩個普通光耦傳輸比CTR差異造成，特別是光耦隨環境變化而產生的CTR變化差異產生的動態誤差需要電路克服。線性光耦模擬電路的性能要比線性光耦和磁耦合隔離器差許多。因此，第一級和第二級放大電路構成了模擬信號的比例放大器，如圖2所示，錳銅分流器產生的模擬信號在經過線性光耦模擬電路前先經過比例放大，而后經過光耦隔離傳輸，之后再經過比例縮小電路還原幅度。

顯然線性光耦模擬電路的傳輸誤差是由線性光耦模擬電路產生，所以模擬信號被先放大再隔離傳輸。該模擬電路的傳輸誤差隨環境變化最大為d，放大倍數和縮小倍數為n，則

Vo = (nVi+d)/n = Vi+d/n