电子式互感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电子式互感器，其包括电流表等，第九电阻、第十电阻、第十一电阻和运算放大器构成第一级放大电路；第八电阻、第十二电阻、第十三电阻和运算放大器构成第二级放大电路；第一电容、第三电容、第四电容、第四电阻、第五电阻和第二运算放大器相连构成电压参考电路给第一级放大电路和第二级放大电路提供电压偏置；第一电阻、第二电阻、运算放大器、第二电容、第六电阻、第三电阻、第一光耦和第二光耦相连构成模拟线性光耦电路；第十五电阻和第十六电阻相连构成比例缩小电路；第五运算放大器、第七电阻、第六电容和第五电容相连构成信号输出滤波和隔离电路。本实用新型专利技术体积小，成本低，供电简单，传输误差小。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种互感器，特别是涉及一种电子式互感器。
技术介绍
传统三相电能表采用电流互感器进行电流取样。相比锰铜分流器，互感器成本更高，体积随着互感器额定电流增加成倍增加，且需要抗直流分量饱和设计更大的体积。但是三相电表不能直接使用锰铜分流器，必须把锰铜分流器采样到的电流信号隔离传输给三相计量芯片。模拟信号的隔离通常可以采用线性光耦、磁耦合隔离器实现，但是线性光耦和磁耦合隔离器的价格都非常昂贵，远远超出普通三相电表的成本承受能力。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种电子式互感器，其体积小，成本低，供电简单，传输误差小。本技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种电子式互感器，其包括电流表、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器、第一光耦、第二光耦、第五运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十五电阻、第十六电阻，第九电阻、第十电阻、第十一电阻和运算放大器构成第一级放大电路；第八电阻、第十二电阻、第十三电阻和运算放大器构成第二级放大电路；第一电容、第三电容、第四电容、第四电阻、第五电阻和第二运算放大器相连构成电压参考电路给第一级放大电路和第二级放大电路提供电压偏置；第一电阻、第二电阻、运算放大器、第二电容、第六电阻、第三电阻、第一光耦和第二光耦相连构成模拟线性光耦电路；第十五电阻和第十六电阻相连构成比例缩小电路；第五运算放大器、第七电阻、第六电容和第五电容相连构成信号输出滤波和隔离电路。本技术的积极进步效果在于：本技术体积小，成本低，供电简单，传输误差小。附图说明图1为本技术电子式互感器的电路图。图2为本技术的工作原理图。具体实施方式下面结合附图给出本技术较佳实施例，以详细说明本技术的技术方案。如图1所示，本技术电子式互感器包括电流表XMM1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B、第三运算放大器U2A、第四运算放大器U2B、第一光耦U3A、第二光耦U3B、第五运算放大器U4A、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十五电阻R15、第十六电阻R16，第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11和运算放大器U2A构成第一级放大电路；第八电阻R9、第十二电阻R12、第十三电阻R13和运算放大器U2B构成第二级放大电路；第一电容C1、第三电容C3、第四电容C4、第四电阻R4、第五电阻R5和第二运算放大器U1B相连构成电压参考电路给第一级放大电路和第二级放大电路提供电压偏置Vref；第一电阻R1、第二电阻R2、运算放大器U1A、第二电容C2、第六电阻R6、第三电阻R3、第一光耦U3A和第二光耦U3B相连构成模拟线性光耦电路；第十五电阻R15和第十六电阻R16相连构成比例缩小电路；第五运算放大器U4A、第七电阻R7、第六电容C6和第五电容C5相连构成信号输出滤波和隔离电路。图1为Multisim仿真模拟电路图，电流源I1和电流控制电压源V1相连模拟构成锰铜分流器仿真模型；电流表XMM1为监控电流源I1用。线性光耦模拟电路的传输比为R3/R2，即第三电阻和第二电阻的比值。其传输误差由两个普通光耦传输比CTR差异造成，特别是光耦随环境变化而产生的CTR变化差异产生的动态误差需要电路克服。线性光耦模拟电路的性能要比线性光耦和磁耦合隔离器差许多。因此，第一级和第二级放大电路构成了模拟信号的比例放大器，如图2所示，锰铜分流器产生的模拟信号在经过线性光耦模拟电路前先经过比例放大，而后经过光耦隔离传输，之后再经过比例缩小电路还原幅度。显然线性光耦模拟电路的传输误差是由线性光耦模拟电路产生，所以模拟信号被先放大再隔离传输。该模拟电路的传输误差随环境变化最大为d，放大倍数和缩小倍数为n，则Vo=(nVi+d)/n=Vi+d/n显然，n为10，则线性光耦模拟电路对信号传输带来的误差通过这个一放一缩被缩小为1/10，n为100，则可以缩小为1/100。这样对于线性光耦模拟电路两个普通光耦受环境变化CTR产生的变化差异带来的动态传输误差被基本消除。第一电容、第三电容、第四电容、第四电阻、第五电阻和第二运算放大器U1B相连构成电压参考电路Vref，用于给输入交流模拟信号提供一个直流偏置，使得运算放大器可以使用单电源供电，以简化电路和降低成本。电压参考电路Vref与第一级和第二级放大电路相连组成单电源供电的放大电路。假设，第一级和第二级放大电路的输出为V1和V2，锰铜分流器采样输出电压为Vct，即第一级放大电路的输入信号。具体公式如下：V1=-R11/(R11+R10)*Vct+VrefV2=-R13/R8*V1+(1+R13/R8)*Vref第一电阻、第二电阻、第一运算放大器U1A、第二电容、第六电阻、第三电阻和光耦U3相连构成模拟线性光耦电路，假设其输出为V3，则V3=R3/R2*V2第十五电阻和第十六电阻相连构成比例缩小电路，假设其输出为V4，V4=R15/(R15+R16)*V3最后，经过滤波隔直电路，信号输出为取V4的交流分量。综上所述，本技术体积小，成本低，供电简单，传输误差小。以上所述的具体实施例，对本技术的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施例而已，并不用于限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子式互感器，其特征在于，其包括电子式互感器，其包括电流表、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器、第一光耦、第二光耦、第五运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十五电阻、第十六电阻，第九电阻、第十电阻、第十一电阻和运算放大器构成第一级放大电路；第八电阻、第十二电阻、第十三电阻和运算放大器构成第二级放大电路；第一电容、第三电容、第四电容、第四电阻、第五电阻和第二运算放大器相连构成电压参考电路给第一级放大电路和第二级放大电路提供电压偏置；第一电阻、第二电阻、运算放大器、第二电容、第六电阻、第三电阻、第一光耦和第二光耦相连构成模拟线性光耦电路；第十五电阻和第十六电阻相连构成比例缩小电路；第五运算放大器、第七电阻、第六电容和第五电容相连构成信号输出滤波和隔离电路。

【技术特征摘要】
1.一种电子式互感器，其特征在于，其包括电子式互感器，其包括电流表、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器、第一光耦、第二光耦、第五运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十五电阻、第十六电阻，第九电阻、第十电阻、第十一电阻和运算放大器构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽春，吴清华，
申请(专利权)人：上海协霖电子有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31