分压电路参数的检测电路、方法及电能计量芯片技术

本申请属于电压检测技术领域，提供了一种分压电路参数的检测电路，包括与具有第一频率的第一信号源耦合的分压电路，所述分压电路包括串联的第一分压器、第二分压器和第三分压器，所述第二分压器上并联有电压测量模块，所述检测电路还包括第二信号源和直流信号源；直流信号源用于给所述电压测量模块提供一个直流偏置，电压测量模块输入端设置用于配置输入阻抗、共模抑制以及线性度的缓冲器，电压测量模块用于检测所述第二分压器上的所述第二频率的第一信号分量，根据所述第一信号分量确定所述分压电路的电路参数是否异常。

Detection Circuit, Method and Electric Energy Metering Chip of Divider Circuit Parameters

【技术实现步骤摘要】
分压电路参数的检测电路、方法及电能计量芯片
本申请属于电压检测
，尤其涉及一种分压电路参数的检测电路、方法及电能计量芯片。
技术介绍
电能计量系统智能化的发展要求建立智能电网，这样可有利于加强电网的自动化和信息化，增强电网自我防护能力，更好的维护电网的运营和安全。智能电能计量系统要求实现电能计量的数字化、标准化、网络化和智能化。其数字化是指采用新技术实现新型数字式电能计量装置，实现基础数据的精准性和可靠性；其智能化是指在准确的电能计量数据的基础上，能存储用户的用电信息、电能表的工作信息(比如计量精度是否发生改变)、电能表的异常情况(短路、开路、窃电等异常情况)。因此具有精准的自动故障检测的电能表是智能电能计量系统的重要构成部分。目前，目前的带故障检测的电压测量装置中，一般都是经过采样网络后将专门的检测信号送给模数变换器(AnalogtoDigitalConverter，ADC)，经过ADC转换后的数字输出进入数字处理单元进行电压幅度和相位的处理，通过观测检测信号的幅度和相位变化，可以知道片外采样网络中的片外组件故障，从而知道电压测量误差是多少；同时还使用这个ADC还要进行正常的电压测量(在电能表中，此电压计量结果最终用于电能计量)。但是，送给ADC的检测信号和电压测量信号均没有包含直流分量，在需要直流电位偏置的场景时，影响被测量电压的测量精度和故障检测信号的测量精度。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种分压电路参数的检测电路、方法及电能计量芯片，旨在解决现有电压测量电路在需要直流电位偏置的场景中，被测量电压的测量精度和故障检测信号的测量精度不高的问题。本申请实施例的第一方面提供一种分压电路参数的检测电路，包括与具有第一频率的第一信号源耦合的分压电路，所述分压电路包括串联的第一分压器、第二分压器和第三分压器，所述第二分压器上并联有电压测量模块，所述检测电路还包括：第二信号源，在所述第二分压器与所述第三分压器的连接端输入，所述第二信号源具有第二频率；所述电压测量模块输入端设置一按需求配置阻抗、共模抑制以及线性度的缓冲器，所述电压测量模块用于检测所述第二分压器上的所述第二频率的第一信号分量，根据所述第一信号分量确定所述分压电路的电路参数是否异常。本申请实施例的第二方面提供一种分压电路参数的检测方法，包括：在分压电路的两端加载具有第一频率的第一信号源；其中，所述分压电路包括串联的第一分压器、第二分压器以及第三分压器；在所述第二分压器的第一连接端接入具有第二频率的第二信号源，在所述第二分压器的第一连接端或第二连接端接入用于提供直流偏置的直流信号源；检测所述第二分压器上的所述第二频率的第一信号分量，并根据所述第一信号分量确定所述分压电路的电路参数是否异常。本申请实施例的第三方面提供一种电能计量芯片，所述电能计量芯片包括上述的检测电路；所述分压电路设置于所述电能计量芯片外部。本申请实施例的第四方面提供一种电能计量芯片，包括分压电路，所述电能计量芯片还包括上述的检测电路。上述分压电路参数的检测电路的电压测量模块具有故障检测功能，在此的基础上增加直流信号源，通过直流信号源的电流流过分压电阻串，给带故障的电压测量电路提供一个直流偏置，满足测量装置需要直流电位偏置的场景，提高电压测量的测量精度和故障检测信号的测量精度。附图说明图1为本申请第一实施例提供的分压电路参数的检测电路的模块示意图；图2为本申请第二实施例提供的分压电路参数的检测电路的模块示意图；图3为图1或图2示出的检测电路中电压测量模块的第一实施例的原理示意图；图4为图1或图2示出的检测电路中电压测量模块的第二实施例的原理示意图；图5为图1或图2示出的检测电路中电压测量模块的第三实施例的原理示意图；图6为图5示出的检测电路中测量信号和检测信号的波形；图7为本申请第三实施例提供的分压电路参数的检测电路的原理示意图；图8为本申请第四实施例提供的分压电路参数的检测电路的原理示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。请参阅图1和图2，本申请一实施例提供的分压电路参数的检测电路包括与具有第一频率的第一信号源10耦合的分压电路20，分压电路20包括串联的第一分压器21、第二分压器22以及第三分压器23，第二分压器22上并联有电压测量模块30，检测电路还包括第二信号源40和直流信号源50，第二信号源40在第二分压器303与第三分压器的连接端输入，第二信号源40具有第二频率；直流信号源50在第二分压器22的第一连接端(请参阅图1，即第一分压器21和第二分压器22的连接端)或第二连接端(请参阅图2，即第二分压器22和第三分压器23的连接端)接入，直流信号源50用于给电压测量模块30提供一个直流偏置，电压测量模块30用于检测第二分压器22上的第二频率的第一信号分量，根据第一信号分量确定分压电路20的电路参数是否异常。同时可以确定，第二信号源40的电路参数(信号源产生电路中使用的反馈电阻)是否异常。可以理解的是，第二信号源40也可以通过第一开关(图未示)接入，电压测量模块30在仅第一开关接入的情况下检测第一信号分量。第二信号源40为交流电流源，直流信号源50为直流电流源。另外，被测量电压Vm的频率与第二信号源40的频率不同，第二频率为第一频率的非整数倍。例如被测量电压Vm频率为50Hz时，第二信号源40频率可选为432Hz。第二信号源40主要是由基准电压源、运算放大器、电流镜像管与反馈电阻组合产生的电流源。实际电流源内部电路可通过开关来控制此电流源的输出波形为交流信号。第一分压器21、第二分压器22及第三分压器23均为由电阻、电感、电容中的至少一种组成的电路，其阻值分别为Rext1、Rint1、Rint2。请参阅图1和图2，电压测量模块30包括模数转换单元(ADC)31和数字信号处理单元(器)32。具体地，直流信号源50的直流电Idc流过第一分压器21、第二分压器22及第三分压器23后，在ADC31的输入端P/N两个端点产生直流电平，给ADC31提供直流偏置。ADC31的输入端P/N产生的直流电平VP，dc/VN，dc分别如下：VN，dc＝Idc·Rint2由于电压测量中，一般都是经过采样网络(分压电路20)将待测量电压衰减到ADC的输入电压安全范围以内，常用的第一分压器21的阻值Rext1为1Mohms，第二分压器22和第三分压器23的阻值Rinti/Rint2为1Kohms，因此ADC31的输入端P/N的直流差为：因此VP，dc/VN，dc两者的直流电压值接近，可以给ADC31提供合适的直流偏置。对于ADC31的输入端P/N存在的直流差，因为数字信号处理单元31均会在DC部分做一个高通滤波器滤去直流分量ADC31的输入端P/N存在的直流差不会影响故障检测电路的测量精度和电压测量电路的测量精度，同时能满足测量装置需要直流电位偏置的场景，提高电压测量的测量精度和故障检测信号的测量精度。请参阅图3，在另一个实施例中，电压测量模块30包括缓冲器33、模数转换单元31、数字信号处理单元32。缓冲器33用于配置输入阻抗、共模抑制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分压电路参数的检测电路，包括与具有第一频率的第一信号源耦合的分压电路，所述分压电路包括串联的第一分压器、第二分压器和第三分压器，所述第二分压器上并联有电压测量模块，其特征在于，所述检测电路还包括：在所述第二分压器与所述第三分压器的连接端输入，具有第二频率的第二信号源；在所述第二分压器的第一连接端或第二连接端接入的直流信号源，所述直流信号源用于给所述电压测量模块提供一个直流偏置；所述电压测量模块用于检测所述第二分压器上的所述第二频率的第一信号分量，根据所述第一信号分量确定所述分压电路的电路参数是否异常。

【技术特征摘要】
1.一种分压电路参数的检测电路，包括与具有第一频率的第一信号源耦合的分压电路，所述分压电路包括串联的第一分压器、第二分压器和第三分压器，所述第二分压器上并联有电压测量模块，其特征在于，所述检测电路还包括：在所述第二分压器与所述第三分压器的连接端输入，具有第二频率的第二信号源；在所述第二分压器的第一连接端或第二连接端接入的直流信号源，所述直流信号源用于给所述电压测量模块提供一个直流偏置；所述电压测量模块用于检测所述第二分压器上的所述第二频率的第一信号分量，根据所述第一信号分量确定所述分压电路的电路参数是否异常。2.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述电压测量模块输入端设置用于配置输入阻抗、共模抑制以及线性度的缓冲器。3.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述电压测量模块包括第一缓冲器、第二缓冲器、电压测量单元以及测量校正单元，其中:所述第一缓冲器用于配置输入阻抗和共模抑制，所述第一缓冲器与所述第二分压器并联，所述测量校正单元与所述第一缓冲器连接；所述测量校正单元用于检测所述第二分压器上的所述第二频率的第一信号分量，根据所述第一信号分量确定所述分压电路的电路参数是否异常，当电路参数异常时校准所述分压电路参数。所述第二缓冲器用于配置线性度，所述第二缓冲器与所述第二分压器并联，所述电压测量单元与所述第二缓冲器连接；所述电压测量单元用于检测所述第二分压器上的所述第一频率的第二信号分量，根据所述第二信号分量以及校准后的所述分压电路参数进行电压测量。4.如权利要求3所述的检测电路，其特征在于，所述电压测量模块还包括误差校正开关，所述误差校正开关与所述第二分压器并联，所述误差校正开关与所述第一缓冲器串联，所述误差校正开关用于将接入到所述测量校准单元的信号进行正负翻转。5.如权利要求1至4任一项所述的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括：在所述第一分压器与所述第二分压器的连接端输入的，具有第三频率的第三信号源；所述电压测量模块还用于检测所述第二分压器上的所述第三频率的第三信号分量，根据所述第三信号分量确定所述分压电路的电路参数是否异常。6.如权利要求5所述的检测电路，其特征在于，所述电压测量模块具体用于对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵琮，陈世超，许建超，夏书香，刘凯，
申请(专利权)人：深圳市锐能微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44