采样电流自检电路和零点电流基准校准方法技术

采样电流自检电路和零点电流基准校准方法，采样电流自检电路包括互感器、控制电路、积分电路和电压基准电路，所述互感器的输出端与积分电路连接，电压基准电路的输出端与积分电路连接，积分电路的输出端与控制电路连接，所述控制电路包括微控制器MCU，所述微控制器MCU执行零点电压校准步骤，所述零点电压校准步骤包括获取互感器采集的电流采样值，当电流采样值为零时，获取积分电路输出的电压值，基于积分电路输出的电压值对基准电压进行校准；零点电流基准校准方法通过对分闸状态、基准电压校验、互感器断线或速饱和互感器供电等进行自检再进行基准电压校准，降低了电流采样的误差，以适应不同环境的变化。以适应不同环境的变化。以适应不同环境的变化。

【技术实现步骤摘要】
采样电流自检电路和零点电流基准校准方法


[0001]本专利技术涉及低压电器领域，具体涉及一种采样电流自检电路和零点电流基准校准方法。

技术介绍

[0002]空心互感器因其性能稳定，便于工业化生产，广泛应用于低压配电系统，以万能式断路器为例，为实现过载、短路等保护功能，多数生产商采用空心互感器采样回路中的电流，同时采用空心互感器时一般集成速饱和互感器用以为电子式脱扣器供电。而应用空心互感器进行电流采集时，因其感应电势与被测电流的微分成正比，为提高电流采样精度，还原电流波形需利用电子电路对感应电势进行积分处理，而在积分处理电路为得到完整的电流波形可引入一个电压基准对感应电势进行抬高后输出至微控制器MCU进行AD换算。因此在被测电流为0时，微控制器MCU采集到的零点电压理论上等于电压基准，由于不同元器件个体本身的差异，相同产品之间的零点电压必然存在差异，现在普遍做法为人为对微控制器MCU采样到的零点电压进行设定，指定出厂检测时采集到的电压为零点电压后出厂。但是产品出厂后由于环境的变化，电路上元器件参数会产生微小的变化，从而导致零点电压与出厂时出现细微的偏差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种采样电流自检电路和零点电流基准校准方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]一种采样电流自检电路，包括互感器、控制电路、积分电路和电压基准电路，所述互感器的输出端与积分电路连接，电压基准电路的输出端与积分电路连接，积分电路的输出端与控制电路连接，所述控制电路包括微控制器MCU，所述微控制器MCU执行零点电压校准步骤，所述零点电压校准步骤包括获取互感器采集的电流采样值，当电流采样值为零时，获取积分电路输出的电压值，基于积分电路输出的电压值对基准电压进行校准。
[0006]优选的，还包括放大电路，电压基准电路和积分电路分别与放大电路连接，放大电路与控制电路连接；所述微控制器MCU基于积分电路和/或放大电路计算电流采样值，在所述零点电压校准步骤中，当电流采样值为零时，获取积分电路和/或放大电路输出的电压值，基于积分电路和/或放大电路输出的电压值对基准电压进行校准。
[0007]优选的，还包括开关状态检测电路，开关状态检测电路与控制电路连接，用于将开关的分合闸状态信号传输给控制电路。
[0008]优选的，还包括用于检测电压基准电路输出的基准电压是否失效的基准检测电路，所述电压基准电路和基准检测电路分别与微控制器MCU连接，或者所述基准检测电路连接在基准检测电路与微控制器MCU之间。
[0009]优选的，还包括互感器断线检测电路，互感器断线检测电路连接在积分电路和控
制电路之间。
[0010]优选的，还包括速饱和供电检测电路，速饱和供电检测电路连接在速饱和互感器和控制电路之间，用于检测当前是否由速饱和互感器供电。
[0011]优选的，所述微控制器MCU执行零点电压校准步骤前还执行分闸状态检测步骤，所述分闸状态检测步骤包括：通过开关状态检测电路获取开关的分合闸状态，在开关处于分闸状态的情况下才执行零点电压校准步骤。
[0012]优选的，所述微控制器MCU执行零点电压校准步骤前还执行基准电压失效检测步骤，在基准电压正常的情况下才执行零点电压校准步骤；
[0013]所述基准电压失效检测步骤包括通过基准检测电路获取基准电压是否失效；或者，所述基准电压失效检测步骤包括通过电压基准电路获取基准电压，通过基准检测电路获取基准检测电压，将基准检测电压与基准电压比较，如果基准检测电压与基准电压在预设的误差范围内，则认为基准电压正常。
[0014]优选的，所述微控制器MCU执行零点电压校准步骤前还执行互感器断线检测步骤，所述互感器断线检测步骤包括：控制互感器断线检测电路开启，互感器断线检测电路开启后获取积分电路输出的电压值，当积分电路输出的电压值与基准电压存在超过预设的偏差则认为互感器断线，反之则认为互感器未断线，在互感器未断线的情况下才执行零点电压校准步骤。
[0015]优选的，所述微控制器MCU执行零点电压校准步骤前还执行速饱和互感器供电检测步骤，所述速饱和互感器供电检测步骤包括：通过速饱和供电检测电路判断当前是否速饱和互感器供电，在不是速饱和互感器供电的情况下才执行零点电压校准步骤。
[0016]优选的，所述零点电压校准步骤中，获取互感器采集的电流采样值后，先判断电流采样值是否超过预设的上限值，如果电流采样值超过预设的上限值则退出。
[0017]本专利技术还一种零点电流基准校准方法，包括零点电压校准步骤，还包括分闸状态检测步骤、基准电压失效检测步骤、互感器断线检测步骤和速饱和互感器供电检测步骤；
[0018]在通过分闸状态检测步骤检测开关处于分闸状态，且通过基准电压失效检测步骤检测基准电压正常，且通过互感器断线检测步骤检测互感器未断线，且通过速饱和互感器供电检测步骤检测不是速饱和互感器后，才进行零点电压校准步骤，
[0019]所述零点电压校准步骤包括获取互感器采集的电流采样值，当电流采样值为零时，获取积分电路与放大电路输出的电压值，基于积分电路与放大电路输出的电压值对基准电压进行校准。
[0020]本专利技术的采样电流自检电路，通过设计一种采样电流自检电路，在自检合格后，自动重新设定零点电压，降低了电流采样的误差，以适应不同环境的变化，能应用于低压配电系统中一种基于空心互感器进行电流采样电路中的零点基准校准，能够提高电流采样的精度，可实现自动检测当前电流采样电路的工作情况，当采样电路满足设定条件后对其零点基准进行自动校准。
[0021]本专利技术的零点电流基准校准方法能够根据自检情况对零点基准进行自动校准，能够提高电流采样的精度。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例的电流采样电路自检电路；
[0023]图2是本专利技术实施例自动进行零点电压校准流程；
[0024]图3是积分电路、放大电路和互感器断线检测电路一个实施例的电路图；
[0025]图4是速饱和供电检测电路的一个实施例的电路图。
具体实施方式
[0026]以下结合附图给出的实施例，进一步说明本专利技术的采样电流自检电路和零点电流基准校准方法的具体实施方式。本专利技术的采样电流自检电路和零点电流基准校准方法不限于以下实施例的描述。
[0027]如图1所示，本实施例的采样电流自检电路包括互感器、控制电路、积分电路3、电压基准电路4和放大电路6。所述互感器的输出端与积分电路3连接，电压基准电路4的输出端分别与积分电路3和放大电路6连接，积分电路3与放大电路6连接，且积分电路3和放大电路6的输出端分别与控制电路连接，所述互感器的感应电势传送到积分电路3，积分电路3对感应电势进行积分处理，积分处理电路为得到完整的电流波形引入电压基准电路4的电压基准对感应电势进行抬高后输出至微控制器MCU的AD1口，放大电路6对输入信号进行放大处理后输出至微控制器MCU的AD2口，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采样电流自检电路，包括互感器、控制电路、积分电路(3)和电压基准电路(4)，所述互感器的输出端与积分电路(3)连接，电压基准电路(4)的输出端与积分电路(3)连接，积分电路(3)的输出端与控制电路连接，所述控制电路包括微控制器MCU，其特征在于：所述微控制器MCU执行零点电压校准步骤，所述零点电压校准步骤包括获取互感器采集的电流采样值，当电流采样值为零时，获取积分电路(3)输出的电压值，基于积分电路输出的电压值对基准电压进行校准。2.根据权利要求1所述的采样电流自检电路，其特征在于：还包括放大电路(6)，电压基准电路(4)和积分电路(3)分别与放大电路(6)连接，放大电路(6)与控制电路连接；所述微控制器MCU基于积分电路(3)和/或放大电路(6)计算电流采样值，在所述零点电压校准步骤中，当电流采样值为零时，获取积分电路(3)和/或放大电路(6)输出的电压值，基于积分电路(3)和/或放大电路(6)输出的电压值对基准电压进行校准。3.根据权利要求1所述的采样电流自检电路，其特征在于：还包括开关状态检测电路(7)，开关状态检测电路(7)与控制电路连接，用于将开关的分合闸状态信号传输给控制电路。4.根据权利要求1所述的采样电流自检电路，其特征在于：还包括用于检测电压基准电路(4)输出的基准电压是否失效的基准检测电路(5)，所述电压基准电路(4)和基准检测电路(5)分别与微控制器MCU连接，或者所述基准检测电路(5)连接在基准检测电路(5)与微控制器MCU之间。5.根据权利要求1所述的采样电流自检电路，其特征在于：还包括互感器断线检测电路(2)，互感器断线检测电路(2)连接在积分电路(3)和控制电路之间。6.根据权利要求1所述的采样电流自检电路，其特征在于：还包括速饱和供电检测电路(1)，速饱和供电检测电路(1)连接在速饱和互感器和控制电路之间，用于检测当前是否由速饱和互感器供电。7.根据权利要求3所述的采样电流自检电路，其特征在于：所述微控制器MCU执行零点电压校准步骤前还执行分闸状态检测步骤，所述分闸状态检测步骤包括：通过开关状态检测电路(7)获取开关的分合闸状态，在开关处于分闸状态的情况下才执行零点电压校准步骤。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世微，肖磊，陈龙钰，魏洁，周源浩，陈高丰，蔡朦朦，
申请(专利权)人：浙江正泰电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：