一种强电电流非隔离检测方法技术

本发明专利技术公开了一种强电电流非隔离检测方法，属于电流检测技术领域，具体包括以下步骤：建立电流测量电路，所述电流测量电路包括隔离开关电源、电阻组、运算放大器和单片机；将强电电路的火线或零线拆分为两根支线，将支线分别与所述隔离开关电源的地线短接，在支线中串联电阻组，电阻组在两根支线中的等效电阻不同；通过运算放大器获取经电阻组分压后的电压信号，所述运算放大器将所述电压信号偏置放大并输出至单片机的A/D接口，所述单片机通过A/D接口的数值获取所述电压信号的有效值，从而运算出所述强电电路的电流值；单片机输出所述电流值信号至LED显示屏；本发明专利技术实现了对强电电流简便且低成本的检测。简便且低成本的检测。简便且低成本的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种强电电流非隔离检测方法


[0001]本专利技术涉及电流检测
，具体涉及一种强电电流非隔离检测方法。

技术介绍

[0002]强电主要是一种传递能量性质的电力，一般是指市电系统、照明系统等供配电系统,强电是所有电力设备的动力来源，特点是功率大、电流大、频率低，主要考虑损耗小、效率高的问题，常用的家用电器也都属于强电设备。
[0003]由于强电因涉及高压，为了保证安全，现有技术多采用电流互感器等隔离的方法实现对强电电流的检测，然而电流互感器由于负载电阻、芯损，以及初级和次级直流电阻的存在，电流互感器的损耗会导致失去一部分能量，从而导致电流的测量存在误差，现有强电电流检测技术的电路相对复杂，检测装置成本高，不适用于常规环境下的电路系统和电器检测。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种强电电流非隔离检测方法，解决以下技术问题：
[0005]对于常规环境下的电路系统和电器检测，现有隔离式电流检测技术电路相对复杂，成本较高。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种强电电流非隔离检测方法，包括以下步骤：
[0008]建立电流测量电路，所述电流测量电路包括隔离开关电源、电阻组、运算放大器和单片机；
[0009]将强电电路的火线或零线拆分为两根支线ACL1和ACL2，将所述支线分别与所述隔离开关电源的地线短接，在所述支线中串联电阻组，所述电阻组在两根支线中的等效电阻不同；
[0010]通过运算放大器获取经电阻组分压后的ACL1和ACL2的电压信号，所述运算放大器将所述电压信号偏置放大并输出至单片机的A/D接口；
[0011]所述单片机通过所述A/D接口的数值获取所述电压信号的有效值，从而运算出所述强电电路的电流值；
[0012]所述单片机输出所述电流值信号至LED显示屏。
[0013]作为本专利技术进一步的方案：所述运算放大器通过同相输入端和反相输入端获取所述电压信号，所述电压信号经所述运算放大器放大，所述放大倍数为1倍，所述运算放大器将电压信号中的负电压偏置放大为正电压，所述运算放大器对所述电压信号进行缓冲隔离。
[0014]作为本专利技术进一步的方案：所述电压信号经过所述运算放大器输出后，通过RC电路对电压信号进行过滤。
[0015]作为本专利技术进一步的方案：所述单片机通过A/D接口的数值对电压信号进行有效
值计算，计算所述电压信号的频率和幅度，获得所述电压信号的有效值，将所述有效值减去所述运算放大器叠加的偏置电压得到差值，将所述差值乘以降压系数即可获得ACL1和ACL2的电压有效值，根据欧姆定律获得电流值。
[0016]作为本专利技术进一步的方案：将所述电阻组更换若干次，两根支线中的电阻组的等效电阻之和保持不变，单根支线中的电阻组的等效电阻均不相同，依次获取不同电阻组对应的电流值，计算所述电流值的均值与标准差，筛选处于均值上下3个标准差范围内的电流值，对筛选后的电流值再次计算，获取新的电流值均值并作为电流值信号输出。
[0017]作为本专利技术进一步的方案：所述隔离开关电源将市电交流电源转换低压直流电源，所述低压直流电源通过稳压器输出为5V低压直流电源，所述5V低压直流电源为所述运算放大器和所述单片机进行供电，所述稳压器的输入端与输出端均连接有平滑电容。
[0018]作为本专利技术进一步的方案：所述单片机通过光耦通讯将所述电流值信号输出至LED显示屏，所述光耦通讯通过光耦合器实现，当单片机输出低电平信号时，光耦合器的发光二极管导通，所述发光二极管发光；当单片机输出高电平信号时，光耦合器的发光二极管不导通，所述发光二极管不发光。
[0019]作为本专利技术进一步的方案：在所述光耦合器的输出端添加光敏三极管，当所述发光二极管发光时，所述输出端的光敏三极管导通，当所述发光二极管不发光时，所述输出端的光敏三极管不导通。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]本专利技术将强电电路的火线或零线与隔离开关电源的地线短接，再通过电阻对电压进行分压，从而避免高压造成危险，使用运算放大器和RC电路对电压信号处理，对电压信号隔离缓冲，消除纹波干扰，保证了电压信号的稳定性，通过单片机计算电压的有效值，最后使用欧姆定律获取强电电路的电流值；本专利技术相对于现有的隔离式电流检测技术，结构简单，成本较低，适用于常规场景下强电电路的电流检测。
附图说明
[0022]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0023]图1是本专利技术的流程示意图；
[0024]图2是本专利技术的ACL1和ACL2与隔离开关电源的电路图；
[0025]图3是本专利技术的稳压器的电路图；
[0026]图4是本专利技术的ACL1和ACL2与运算放大器的电路图；
[0027]图5是本专利技术的ACL1和ACL2与单片机的电路图；
[0028]图6是本专利技术的光耦通讯的电路图。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]请参阅图1
‑
6所示，本专利技术为一种强电电流非隔离检测方法，包括以下步骤：
[0031]建立电流测量电路，所述电流测量电路包括隔离开关电源、电阻组、运算放大器和单片机；
[0032]将强电电路的火线或零线拆分为两根支线ACL1和ACL2，将所述支线分别与所述隔离开关电源的地线短接，在所述支线中串联电阻组，所述电阻组在两根支线中的等效电阻不同；
[0033]通过运算放大器获取经电阻组分压后的ACL1和ACL2的电压信号，所述运算放大器将所述电压信号偏置放大并输出至单片机的A/D接口，所述单片机通过所述A/D接口的数值获取所述电压信号的有效值，从而运算出所述强电电路的电流值；
[0034]所述单片机输出所述电流值信号至LED显示屏。
[0035]由于强电因涉及高压，现有技术多采用电流互感器等隔离的方法实现对强电电流的检测，然而电流互感器由于负载电阻、芯损，以及初级和次级直流电阻的存在，电流互感器的损耗会导致失去一部分能量，从而导致电流的测量存在误差，且由于电流互感器的技术和结构相对复杂，成本较高，限制了其使用场景。
[0036]本专利技术将强电电流的火线或零线拆分为两根支线，并将支线与隔离开关电源的地线短接，隔离开关电源为弱电，再通过电阻分压将强电的电压降至安全范围，然后将强电的交流电压信号通过运算放大器进行偏置放大，并进行隔离缓冲，再将电压信号输出至单片机的A/D接口，从而获取电压信号的有效值，并最终运算出强电电路的电流值，本专利技术相对于现有的隔离式电流检测技术，结构简单，成本较低，适用于常规强电电路和强电电器的电流检测。
[0037]在本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强电电流非隔离检测方法，其特征在于，包括以下步骤：建立电流测量电路，所述电流测量电路包括隔离开关电源、电阻组、运算放大器、单片机和LED显示屏；将强电电路的火线或零线拆分为两根支线ACL1和ACL2，将所述支线分别与所述隔离开关电源的地线短接，在ACL1中串联第一电阻组，在ACL2中串联第二电阻组；通过运算放大器获取经电阻组分压后的ACL1和ACL2的电压信号，所述运算放大器将所述电压信号偏置放大并输出至单片机的A/D接口；所述单片机通过所述A/D接口的数值获取所述电压信号的有效值，从而运算出所述强电电路的电流值；所述单片机输出所述电流值信号至LED显示屏。2.根据权利要求1所述的一种强电电流非隔离检测方法，其特征在于，所述运算放大器通过同相输入端和反相输入端获取所述电压信号，所述电压信号经所述运算放大器放大，所述放大倍数为1倍，所述运算放大器将电压信号中的负电压偏置放大为正电压，并对所述电压信号进行缓冲隔离。3.根据权利要求2所述的一种强电电流非隔离检测方法，其特征在于，所述电压信号经过所述运算放大器输出后，通过RC电路对电压信号进行过滤。4.根据权利要求1所述的一种强电电流非隔离检测方法，其特征在于，所述单片机通过A/D接口的数值对电压信号进行有效值计算，计算所述电压信号的频率和幅度，获得所述电压信号的有效值，将所述有效值减去所述运算放大器叠加的偏置电压得到差值，将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国庆，陈浩天，丁艳，
申请(专利权)人：合肥惟新数控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：