[發(fā)明專利]一種高精度實時交流電壓采樣電路及開關電源

在審

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• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111313725A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權）人: 惠州拓邦電氣技術有限公司
• 主分類號: H02M7/162
• 分類號: H02M7/162
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 郭方偉

本發(fā)明涉及一種高精度實時交流電壓采樣電路及開關電源。本發(fā)明中功率整流電路用于將輸入交流電整流為直流電，并對差分采樣電路的采樣回路進行續(xù)流；續(xù)流補償電路用于在用電設備待機或低功耗模式時為功率整流電路提供電流補償；差分采樣電路對交流電的火線L和零線N進行采樣分壓，提供差分采集信號至控制器MCU；控制器MCU對差分采集信號進行差分計算，得到當前瞬時電壓采集信號，使用預設算法處理瞬時電壓采集信號得到周期內交流電有效值。本發(fā)明中采用差分采樣，規(guī)避了地線電勢差以及干擾對采樣的影響，使采樣精準度更高；另外在采樣續(xù)流回路上進行小信號補償，確保用電設備待機或負載功率較小時采樣精度更高。

技術領域

本發(fā)明涉及開關電源領域，更具體地說，涉及一種高精度實時交流電壓采樣電路及開關電源。

背景技術

生產生活中交流用電設備非常普遍，很多交流用電設備的電壓采集，尤其是AC-DC開關電源應用場合，一種應用場景為通過實時高精度知悉交流電動態(tài)，可以進行一些開關控制設備(繼電器，可控硅等)的實時精準控制。另一種應用場景為當交流電不適用或者交流電不穩(wěn)定突變會影響到產品的性能時，可通過采樣交流電壓知悉交流電網的動態(tài)，進而做出相應的運轉調整或者保護，避免產品失效或者工作故障。

現有技術中主流采用的交流電壓采樣方式有二種：一種是通過互感器方式耦合采樣，另一種是通過分壓運算器放大方式，也可將二者相結合使用。前一種方式有延時濾波，精度相對可以但是響應較慢，當對電網響應需要比較快速時無法滿足應用要求。后一種方式可以做到響應較快，但是整流后采樣的參考地變化，抗干擾下也較差，導致精度較差。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種高精度實時交流電壓采樣電路及開關電源。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種高精度實時交流電壓采樣電路，包括功率整流電路、差分采樣電路、續(xù)流補償電路、控制器MCU，所述差分采樣電路的第一輸入端和第二輸入端分別連接交流電的火線L和零線N，所述差分采樣電路的第一輸出端和第二輸出端分別連接所述控制器MCU的第一輸入端和第二輸入端；所述續(xù)流補償電路的第一輸入端和第二輸入端分別連接交流電的火線L和零線N；所述功率整流電路的第一輸入端和第二輸入端分別連接交流電的火線L和零線N，所述功率整流電路第三輸入端連接所述續(xù)流補償電路的輸出端，所述功率整流電路的第四輸入端連接所述差分采樣電路的第三輸出端；

所述功率整流電路用于將輸入交流電整流為直流電，并對所述差分采樣電路的采樣回路進行續(xù)流；所述續(xù)流補償電路用于在用電設備待機或低功耗模式時為所述功率整流電路提供電流補償；所述差分采樣電路對交流電的火線L和零線N進行采樣分壓，提供差分采集信號至所述控制器MCU；所述控制器MCU對差分采集信號進行差分計算，得到當前瞬時電壓采集信號，使用預設算法處理所述瞬時電壓采集信號得到周期內交流電有效值。

進一步，在本發(fā)明所述的高精度實時交流電壓采樣電路中，所述使用預設算法處理所述瞬時電壓采集信號得到周期內交流電有效值包括：對周期內所述瞬時電壓采集信號做均方根計算得到周期內交流電有效值。

進一步，在本發(fā)明所述的高精度實時交流電壓采樣電路中，所述控制器MCU對所述差分采樣電路提供的差分采集信號進行篩選，過濾掉所述差分采集信號中的高頻畸變信號。

進一步，在本發(fā)明所述的高精度實時交流電壓采樣電路中，所述高頻畸變信號是指所述差分采集信號中變化幅值大于預設幅值的信號，所述控制器MCU過濾掉所述差分采集信號中變化幅值大于預設幅值的信號。

進一步，在本發(fā)明所述的高精度實時交流電壓采樣電路中，所述功率整流電路為二極管整流電路BD1，所述二極管整流電路BD1中續(xù)流管D1的正極連接續(xù)流管D2的正極，所述續(xù)流管D1的正極連接所述續(xù)流補償電路的輸出端；所述續(xù)流管D1的正極接地，所述續(xù)流管D1的正極連接所述差分采樣電路的第三輸出端。