具有通道选择功能的多相电压采样电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有通道选择功能的多相电压采样电路，用于对两路交流电源的多相电压信号进行采集，其包括：降压单元、多路通道选择单元、滤波放大单元、整流单元及微型控制器；其中，降压单元的高电压信号输入端电性连接两路交流电源，其低电压信号输出端电性连接多路通道选择单元的信号输入端；多路通道选择单元的公共信号输出端依序与滤波放大单元及整流单元电性串联后而与微型控制器的A/D采样单元输入通道电性连接；微型控制器的控制信号输出端电性连接多路通道选择单元的逻辑电平转换端；以此通过多路通道选择单元对经由降压单元降压转换的多相低电压信号的选择输出，可减少滤波放大单元等器件的应用数量，从而降低电路的规模与成本。

【技术实现步骤摘要】
具有通道选择功能的多相电压采样电路
本技术涉及一种电压采样电路，尤其是涉及一种具有通道选择功能的多相电压采样电路。
技术介绍
目前，重要用电场所除了由主供电电源（通常为交流电源）供电外，还要求配置有由备用供电电源（通常为交流电源）及自动转换开关电器(AutomaticTransferSwitchingEquipment，ATSE)等构成的紧急供电系统，以确保在主供电电源出现故障（如电源任意一相断相、欠压、失压、过压或频率出现偏差等）时，自动转换开关电器能够将重要用电场所的负载由主供电电源切换至备用供电电源供电，以实现对于负载的安全且不间断的供电。而紧急供电系统通常要求自动转换开关电器具备短时间并联供电转换功能，且要求并联时间不大于200毫秒，而并联条件是由电压采样电路检测两路电源间（主供电电源及备用供电电源间）的电压幅值差ΔU（三相）及相角差ΔF，而电压幅值差ΔU是并联操作的重要参数，如图1所示，对两路电源间的电压幅值差ΔU（A,B,C三相）的检测是通过两路电源共6通道的电网低压侧电压信号（主供电电源电网低压侧电压信号L11、L12、L13及备用供电电源电网低压侧电压信号L21、L22、L23）的电压采样实现的，其中ΔUA=L11-L21，ΔUB=L12-L22，ΔUC=L13-L23。如图2所示，为现有的自动转换开关电器中的电压采样电路完成两路电源中的一相电压信号采集的结构过程，该结构过程为电网低压侧电压信号（例如L11）通过变压器T1降压转换为低电压信号，再通过电子电路技术中的运放电路（或称滤波放大电路）OP1进行滤波与放大，由于微型控制器U1为单电源供电，故需通过整流电路B1将该低电压信号整体抬高到正端并接入至微型控制器U1的A/D（模数转换）采样单元输入通道AN0，以实现模数转换并完成该相电压信号的采样。而照此结构过程，为了完成另外五相电压信号的采集，电压采样电路还需配置5个变压器T1，5个运放电路OP1，5个整流电路B1以及A/D采样单元需具有另外5个输入通道AN0，即自动转换开关电器完成两路电源共六相电压信号的采集，需要配置6个变压器T1，6个运放电路OP1，6个整流电路B1以及A/D采样单元需具有6个输入通道AN0。因此，此种电路结构需电子组件板布置版图相对较大，占用硬件资源较多，以致成本偏高。
技术实现思路
本技术方案要解决的技术问题是如何精减自动转换开关电器的电压采样电路中电子组件的数量，减小电子组件板布置版图的尺寸，降低硬件资源的占用，从而降低成本。为了解决上述技术问题，本技术方案提供了一种具有通道选择功能的多相电压采样电路，其是用于对两路交流电源的多相电压信号进行采集，该多相电压采样电路包括：降压单元、多路通道选择单元、滤波放大单元、整流单元及微型控制器；其中，该降压单元的高电压信号输入端电性连接两路交流电源，该降压单元的低电压信号输出端电性连接该多路通道选择单元的信号输入端；该多路通道选择单元的公共信号输出端依序与该滤波放大单元及整流单元电性串联后而与该微型控制器的A/D采样单元输入通道电性连接；该微型控制器的控制信号输出端电性连接该多路通道选择单元的逻辑电平转换端；以此该降压单元可将两路交流电源的多相电压信号降压转换为多相低电压信号并输出至多路通道选择单元，该微型控制器可控制该多路通道选择单元对该多相低电压信号进行选择输出，被选择输出的低电压信号经滤波、放大、整流及模数转换后而被该微型控制器采集。由此，本技术方案的多相电压采样电路可由该微型控制器控制该多路通道选择单元对该多相低电压信号进行选择输出，以实现对该两路交流电源的多相电压信号的采集，因此仅应用一个多路通道选择单元、一个滤波放大单元、一个整流单元及一个A/D采样单元输入通道便可实现现有电压采样电路对于两路交流电源的多相电压信号的采集功能，以使本技术方案在实现同等功能的基础上不仅精减了电子组件的应用数量，而且减小了电子组件板布置版图的尺寸，并降低了硬件资源的占用，从而降低了成本。作为本技术方案的另一种实施，该降压单元包括：多个变压器；该多路通道选择单元的信号输入端包括：多个信号输入端通道；该多个变压器的高电压信号输入端对应电性连接两路交流电源的多相电压信号侧，该多个变压器的低电压信号输出端对应电性连接该多路通道选择单元的多个信号输入端通道。作为本技术方案的另一种实施，该微型控制器的控制信号输出端包括：三个信号输出端口；该多路通道选择单元的逻辑电平转换端包括：三个通道选择端口；该三个信号输出端口对应电性连接该三个通道选择端口；该微型控制器通过该三个信号输出端口向该三个通道选择端口输出高、低电平的不同组合信号以控制该多路通道选择单元对该多相低电压信号进行选择输出。作为本技术方案的另一种实施，该多路通道选择单元是型号为CD74HC4051的器件。附图说明图1为现有技术中的自动转换开关电器的电压采样电路对两路交流电源的六相电压信号进行采集的示意图；图2为现有技术中的自动转换开关电器的电压采样电路采集一相电压信号的结构示意图；图3为本技术的具有通道选择功能的多相电压采样电路对两路交流电源的六相电压信号进行采集的结构示意图。附图中的符号说明：L11、L12、L13主供电电源电网低压侧电压信号；L21、L22、L23备用供电电源电网低压侧电压信号；V11、V12、V13、V21、V22、V23低电压信号；U2多路通道选择单元；A0~A7信号输入端通道；A公共信号输出端；E低有效使能端；S0、S1、S2通道选择端口；VCC、GND、VEE供电引脚；OP1滤波放大单元；B1整流单元；U1微型控制器；AN0A/D采样单元输入通道；RA1、RA2、RA3信号输出端口。具体实施方式有关本技术的详细说明及
技术实现思路
，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本技术加以限制。如图3所示，为本技术的一具体实施例，提供了一种具有通道选择功能的多相电压采样电路，以下简称多相电压采样电路。该多相电压采样电路是用于对两路交流电源（本实施例中是以主供电电源与备用供电电源举例说明）的多相电压信号进行采集,以使自动转换开关电器能够根据采集到的多相电压信号计算两路交流电源间的电压幅值差ΔU，从而控制主供电电源与备用供电电源之间的切换，以确保对于负载的安全且不间断的供电。在本实施例中，该交流电源为三相交流电源，即该多相电压采样电路是对两路交流电源的六相电压信号进行采集。如图3所示,该多相电压采样电路包括：降压单元、多路通道选择单元U2、滤波放大单元OP1、整流单元B1及微型控制器U1；其中，该降压单元的高电压信号输入端电性连接两路交流电源，该降压单元的低电压信号输出端电性连接该多路通道选择单元U2的信号输入端；该多路通道选择单元U2的公共信号输出端A依序与该滤波放大单元OP1及整流单元B1电性串联后而与该微型控制器U1的A/D采样单元输入通道AN0电性连接；该微型控制器U1的控制信号输出端电性连接该多路通道选择单元U2的逻辑电平转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有通道选择功能的多相电压采样电路，用于对两路交流电源的多相电压信号进行采集，所述多相电压采样电路包括：降压单元、滤波放大单元、整流单元及微型控制器；其特征在于，还包括：多路通道选择单元；所述降压单元的高电压信号输入端电性连接所述两路交流电源，所述降压单元的低电压信号输出端电性连接所述多路通道选择单元的信号输入端；所述多路通道选择单元的公共信号输出端依序与所述滤波放大单元及整流单元电性串联后而与所述微型控制器的A/D采样单元输入通道电性连接；所述微型控制器的控制信号输出端电性连接所述多路通道选择单元的逻辑电平转换端；以此所述降压单元将所述两路交流电源的多相电压信号降压转换为多相低电压信号并输出至所述多路通道选择单元，所述微型控制器控制所述多路通道选择单元对多相低电压信号进行选择输出，被选择输出的低电压信号经滤波、放大、整流及模数转换后而被采集。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有通道选择功能的多相电压采样电路，用于对两路交流电源的多相电压信号进行采集，所述多相电压采样电路包括：降压单元、滤波放大单元、整流单元及微型控制器；其特征在于，还包括：多路通道选择单元；所述降压单元的高电压信号输入端电性连接所述两路交流电源，所述降压单元的低电压信号输出端电性连接所述多路通道选择单元的信号输入端；所述多路通道选择单元的公共信号输出端依序与所述滤波放大单元及整流单元电性串联后而与所述微型控制器的A/D采样单元输入通道电性连接；所述微型控制器的控制信号输出端电性连接所述多路通道选择单元的逻辑电平转换端；以此所述降压单元将所述两路交流电源的多相电压信号降压转换为多相低电压信号并输出至所述多路通道选择单元，所述微型控制器控制所述多路通道选择单元对多相低电压信号进行选择输出，被选择输出的低电压信号经滤波、放大、整流及模数转换后而被采集。


2.根据权利要求1所述的具有通道选择功能...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨涛，王文明，陈国龙，于林，刘在鹏，刘琛，乔时姣，王永浩，杨连殿，张化德，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化石油工程设计有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11