一种配电终端弱模采样电路制造技术

本实用新型专利技术涉及配电终端采样技术领域，公开了一种配电终端弱模采样电路，包括模拟输入信号调理电路、模拟信号隔离处理电路、模拟输出信号调理电路、输出调理电路电源电路；模拟输入信号调理电路输出端与模拟信号隔离处理电路输入端连接，模拟信号隔离处理电路输出端与模拟输出信号调理电路输入端连接，输出调理电路电源电路为模拟输出信号调理电路提供电源，模拟输出信号调理电路输出端与ADC芯片输入端连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术可以完全替换目前主流使用的弱模信号互感器方案，且隔离效果和线性度都比弱模互感器要好，同时也解决了板载空间尺寸的限制，降低了采样成本。降低了采样成本。降低了采样成本。

【技术实现步骤摘要】
一种配电终端弱模采样电路


[0001]本技术涉及配电终端采样
，特别涉及一种配电终端弱模采样电路。

技术介绍

[0002]配电网环网柜或者环网箱中，根据不同应用场景的需求，配置电磁式互感器或电子式互感器。电子式互感器分为电子式电压互感器和电子式电流互感器，电子式电压互感器一般采用电阻或电容分压原理，电子式电流互感器一般采用互感分压输出的原理，二者均是输出弱模的电压信号，电压等级一般在0
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10V以内。环网柜（箱）中互感器输出信号被终端装置采样用于线路运行状态分析、保护计算等功能，目前大多配电终端装置采集弱模信号均使用板载弱模信号互感器处理，存在以下几个问题：
[0003]1、板载弱模信号互感器体积较大，安装不方便，且成本较高，使得配电终端装置使用受限；
[0004]2、不同厂家的弱模信号互感器产品质量差异较大，有的隔离电压等级不够，有的线性度不好，这都给配电终端厂家应用带来不便，特别是物料更换成本较高。

技术实现思路

[0005]技术目的：针对现有技术中存在的问题，本技术提供一种配电终端弱模采样电路，该电路能完全替换弱模信号互感器用于弱模电压、电流采样，该电路直接在配电终端装置板载使用，配置简单、隔离电压等级高、线性度好且成本较低。
[0006]技术方案：本技术提供了一种配电终端弱模采样电路，包括模拟输入信号调理电路、模拟信号隔离处理电路、模拟输出信号调理电路、输出调理电路电源电路；所述模拟输入信号调理电路输出端与所述模拟信号隔离处理电路输入端连接，所述模拟信号隔离处理电路输出端与所述模拟输出信号调理电路输入端连接，所述输出调理电路电源电路为所述模拟输出信号调理电路提供电源，所述模拟输出信号调理电路输出端与ADC芯片输入端连接；配电终端外置的电子式互感器弱模信号经过模拟输入调理电路进行分压采集、滤波控制后到模拟信号隔离处理电路，将模拟信号按照增益比例隔离处理，处理后经过模拟信号输出调理电路进行线性调制、二次滤波，使得信号满足ADC芯片输出要求。
[0007]进一步地，所述模拟输入信号调理电路的输入端为电压/电流源信号，其包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、电容C1以及TVS管子D1，所述电阻R1、R2、R3、R4、R5串联，所述电阻R6、R7以及电容C1串联后构成输入端滤波电路，所述输入端滤波电路与所述电阻R5并联，所述TVS管子D1与所述电容C1并联，所述模拟输入信号调理电路经过分压、滤波后输出INP1、INN1差分信号。
[0008]进一步地，所述模拟信号隔离处理电路包括隔离运放U9、电感LB1、隔离运放副边电容C7、C8；隔离运放原边滤波电容C2、C3、C4、C5、C6；所述隔离运放U9的供电电源经过滤波电感LB1后连接于所述隔离运放U9的电源管脚，所述隔离运放U9的电源管脚上还连接有并联的电容C9、C10；所述副边电容C7、C8并联后分别连接于所述隔离运放U9的DCDC_IN、LDO_
OUT管脚；所述原边滤波电容C2、C3、C4并联后连接于隔离运放U9的DCDC_OUT管脚，所述隔离运放U9的DCDC_OUT管脚输出接到隔离运放U9的HLDO_IN管脚；所述原边滤波电容C5、C6并联后连接于隔离运放U9的HLDO_OUT管脚。
[0009]进一步地，所述电容C9、C10为一个10uF和一个0.1uF的配置，为隔离运放U9的供电电源滤波+旁路的作用；所述副边电容C7、C8为0.1uF容值，为隔离运放U9的副边DCDC提供旁路作用；所述电容C2、C3、C4容值大小为0.1uF，为隔离运放U9原边DCDC旁路电容；所述原边滤波电容C5、C6为隔离运放U9的原边LDO输出管脚的旁路电容，容值为一个10uF，一个0.1 uF。
[0010]进一步地，所述模拟输出信号调理电路的输入端为隔离运放输出端的差分信号OUTN1、OUTP1，其包括差分信号转单端信号电路、信号放大电路、低通滤波电路，所述差分信号转单端信号电路输出端与所述信号放大电路输入端连接，所述信号放大电路输出端与所述低通滤波电路输入端连接，所述低通滤波电路输出端输出信号1V1、1V1G，并连接至ADC芯片。
[0011]进一步地，所述差分信号转单端信号电路包括运放U1A、输入电阻R9、R10，分压电阻R12、反馈电阻R11以及滤波电容C11、C12，所述输入电阻R9、反馈电阻R11分压接到所述运放U1A的反向输入端，所述滤波电容C12与反馈电阻R11并联，所述滤波电容C11与反馈电阻R12并联。
[0012]进一步地，所述差分信号转单端信号电路需保持R9=R10，R11=R12。
[0013]进一步地，所述输出调理电路电源电路包括电源芯片U2 TPS65130RGER，+5V电源经MOS管Q1、电感L3与电源芯片U2的输入P端连接，所述MOS管的门级开关控制信号输入端与所述电源芯片U2的BSW连接，+5V电源还与电源芯片U2电源输入N端连接，+5V电源经过电阻R16与所述电源芯片U2的输入电源使能管脚连接，所述电源芯片U2的输出电压P端的反馈信号端与输出电压P端的分压反馈电路连接，所述电源芯片U2的输出电压N端的反馈信号端与输出电压N端的反馈电路，所述电源芯片U2的输出P端的电压信号、输出N端的电压信号分别连接于所述模拟输出信号调理电路。
[0014]进一步地，所述电源芯片U2的输出P端上还连接有所述电感L3、二极管D2，所述电源芯片U2的输出N端上设置有电感L4、二极管D3。
[0015]有益效果：
[0016]1、本技术电路能完全替换弱模信号互感器用于弱模电压、电流采样，其直接在配电终端装置板载使用，隔离电压等级高、线性度好。而且本技术电路结构体积较小，配置简单且成本较低。
[0017]2、本技术的模拟输入信号调理电路的输入源为外部电子式互感器，模拟信号隔离处理电路为隔离处理外部电子式互感器输出的弱模信号，模拟输出信号调理电路为隔离运放U1的信号输出调理，而且本技术的电路只说明了配电终端中某1路模拟信号的采样，如果有8路4U4I采样需求，则将此弱模采样电路按照8路即可实现。
[0018]3、本技术的模拟输入信号调理电路既可以使用电子式电压互感器信号输入，也可以使用电子式电流互感器信号输入，只需要根据输入信号的大小，输出信号的要求配置相关分压电阻大小即可，适应性强。
附图说明
[0019]图1是本技术电路整体结构示意图；
[0020]图2是本技术模拟输入信号调理电路示意图；
[0021]图3是本技术模拟信号隔离处理电路示意图；
[0022]图4是本技术模拟输出信号调理电路示意图；
[0023]图5是本技术输出调理电源电源电示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本技术进行详细的介绍。
[0025]本技术实施中，如图1所示，本技术提出一种配电终端弱模采样电路，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电终端弱模采样电路，其特征在于，包括模拟输入信号调理电路、模拟信号隔离处理电路、模拟输出信号调理电路、输出调理电路电源电路；所述模拟输入信号调理电路输出端与所述模拟信号隔离处理电路输入端连接，所述模拟信号隔离处理电路输出端与所述模拟输出信号调理电路输入端连接，所述输出调理电路电源电路为所述模拟输出信号调理电路提供电源，所述模拟输出信号调理电路输出端与ADC芯片输入端连接；配电终端外置的电子式互感器弱模信号经过模拟输入调理电路进行分压采集、滤波控制后到模拟信号隔离处理电路，将模拟信号按照增益比例隔离处理，处理后经过模拟信号输出调理电路进行线性调制、二次滤波，使得信号满足ADC芯片输出要求。2.根据权利要求1所述的配电终端弱模采样电路，其特征在于，所述模拟输入信号调理电路的输入端为电压/电流源信号，其包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、电容C1以及TVS管子D1，所述电阻R1、R2、R3、R4、R5串联，所述电阻R6、R7以及电容C1串联后构成输入端滤波电路，所述输入端滤波电路与所述电阻R5并联，所述TVS管子D1与所述电容C1并联，所述模拟输入信号调理电路经过分压、滤波后输出INP1、INN1差分信号。3.根据权利要求1所述的配电终端弱模采样电路，其特征在于，所述模拟信号隔离处理电路包括隔离运放U9、电感LB1、隔离运放副边电容C7、C8；隔离运放原边滤波电容C2、C3、C4、C5、C6；所述隔离运放U9的供电电源经过滤波电感LB1后连接于所述隔离运放U9的电源管脚，所述隔离运放U9的电源管脚上还连接有并联的电容C9、C10；所述副边电容C7、C8并联后分别连接于所述隔离运放U9的DCDC_IN、LDO_OUT管脚；所述原边滤波电容C2、C3、C4并联后连接于隔离运放U9的DCDC_OUT管脚，所述隔离运放U9的DCDC_OUT管脚输出接到隔离运放U9的HLDO_IN管脚；所述原边滤波电容C5、C6并联后连接于隔离运放U9的HLDO_OUT管脚。4.根据权利要求3所述的配电终端弱模采样电路，其特征在于，所述电容C9、C10为一个10uF和一个0.1uF的配置，为隔离运放U9的供电电源提供滤波和旁路的作用；所述副边电容C7、C8为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤同峰，秦海波，吴珑，许晓伟，徐秀娟，郭跃，朱娟，孙成龙，郑梁，袁顺芳，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司淮安供电分公司，
类型：新型
国别省市：