【技术实现步骤摘要】
本申请属于电压检测，具体涉及一种交流电压有效值测量电路和方法。
技术介绍
1、在电力电子系统中，交流电压有效值是一个非常重要的参数，因此，交流电压有效值的测量成为了电压检测领域内一个重要的研究课题。
2、现有技术多通过峰值保持测量的方法推测交流电压有效值，电路实现上，是使用电容的储能特性，让电容电压保持在这一峰值，然后通过正弦波峰是有效值根号2倍的关系，推测有效值。
3、然而，实际电网情况复杂，电路内不一定都是纯阻性负载，交流电波形不是理想的正弦波，存在畸变的情况。故，现有交流电压有效值的测量方式不准确。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的上述问题，本申请提供了一种交流电压有效值测量电路和方法。
2、第一方面，本申请提供一种交流电压有效值测量电路，所述电路包含整流电路、工作电路、分压采样电路、通讯电路和采集芯片，其中：
3、所述整流电路的输出端与所述工作电路输入端，以及所述分压采样电路输入端连接，所述工作电路还分别与所述分压采样电路、所述通讯电路以及采集芯片连接，所述采集芯片输入端还与所述分压采样电路连接，所述采集芯片输出端与所述通讯电路连接；
4、所述整流电路用于将交流电转化为直流电；
5、所述工作电路用于为所述采集芯片提供电能，并给所述采集芯片提供第一电压参考值；
6、所述分压采样电路用于给所述采集芯片提供第二电压参考值，所述采集芯片通过所述第一电压参考值和所述第二电压参考值，计算所述分压采
7、在一种可能的实施方式中，所述整流电路包括保险电阻r1和全波整流桥bd1；
8、所述全波整流桥bd1第一输入端与零线连接，所述全波整流桥bd1第二输入端通过所述保险电阻r1与火线连接；
9、所述全波整流桥bd1第一输出端与所述工作电流输入端连接，所述全波整流桥bd2第二输出端与所述分压采样电路输入端连接。
10、在一种可能的实施方式中，所述工作电路包括限流电阻r2、二极管d1、稳压器ic1、反馈电阻r3、反馈电阻r4、滤波电容c1、稳压二极管zd和瞬态抑制二极管tvs1；
11、所述稳压器ic1的参考端与所述反馈电阻r3以及所述反馈电阻r4连接，所述稳压器ic1的阴极分别与所述滤波电容c1、所述稳压二极管zd的阴极、所述瞬态抑制二极管tvs1的阴极以及所述二极管d1的阴极连接；
12、所述稳压器ic1、所述稳压二极管zd和所述瞬态抑制二极管tvs1的阳极均接地；
13、所述二极管d1的阳极通过所述限流电阻r2与所述整流电路的正极输出端连接；
14、所述滤波电容与所述稳压器ic1的阴极之间有第一节点，所述采集芯片通过所述第一节点与所述工作电路连接。
15、在一种可能的实施方式中，所述分压采样电路包括分压电阻r5、分压电阻r6和二极管d2；
16、所述分压电阻r5与所述整流电路的输出端连接，所述分压电阻r6接地，所述二极管d2的阴极与所述稳压器ic1的阴极连接；
17、所述二极管d2的阳极与测量点连接，所述二极管d2的阴极通过所述第一节点与所述工作电路连接；
18、其中，所述测量点位于所述分压电阻r5和所述分压电阻r6之间。
19、在一种可能的实施方式中，所述通讯电路包括光电输入电路、光电输出电路和第四电阻r10，所述光电输入电路和所述光电输出电路连接后，通过所述第四电阻r10与插座cn1的第一引脚连接；
20、所述光电输入电路用于接收所述采集芯片计算的所述测量点的电压；
21、所述光电输出电路用于传输所述测量点的电压至其他隔离的电路模块。
22、在一种可能的实施方式中，所述光电输入电路包括光电耦合器ic2、带阻三极管n1、第二电阻r8、第三电阻r9和电容c2；
23、所述光电耦合器ic3接收端的c极通过所述第一节点与所述工作电路连接，所述光电耦合器ic3接收端的e极通过所述第二电阻r8接地，同时与所述采集芯片的输出端连接，所述光电耦合器ic3发射端的阳极通过所述第三电阻r9与所述插座cn1的第二引脚连接，所述光电耦合器ic3发射端的阴极与所述带阻三极管n1的c极连接；
24、所述带阻三极管n1的e极接地，所述带阻三极管n1的b极与e极之间连接所述电容c2。
25、在一种可能的实施方式中，所述光电输出电路包括：光电耦合器ic3、带阻三极管n2、第一电阻r7；
26、所述光电耦合器ic2发射端的正极通过所述第一节点与所述工作电路连接，所述光电耦合器ic2发射端的负极通过所述第一电阻r7与其他隔离的电路模块连接，所述光电耦合器ic2接收端的c极与插座cn1的第二引脚连接，所述光电耦合器ic2接收端的e极与所述带阻三极管n2的b极连接；
27、所述带阻三极管n2的e极接地，所述带阻三极管n2的c极与所述带阻三极管n1的b极连接。
28、第二方面，本申请提供一种交流电压有效值测量方法，所述方法包括：
29、以预设采样率采集测量点预设时间段内的交流电信号，并根据所述交流电信号获取交流电周期，其中，所述预设时间段大于所述交流电的最大周期，所述交流电信号包含第一电压参考值和第二电压参考值；
30、以所述交流电周期作为采样长度，对所述交流电进行多次采样，获取每次采样的n个采样点的瞬间电压；
31、根据所述瞬间电压获取有效电压值，并传输至光电输入电路。
32、在一种可能的实施方式中，所述根据所述瞬间电压获取有效电压值，包括：
33、对每次采样获取的所述瞬间电压进行均方根处理，获取初始有效电压值，所述初始有效电压值的个数与采样次数相等；
34、对所述初始有效电压值进行求平均处理，获取所述有效电压值。
35、在一种可能的实施方式中，所述根据所述交流电信号获取交流电周期，包括：
36、根据所述第一电压参考值和所述第二电压参考值获取交流电波形；
37、通过傅里叶变化将所述交流电波形转化为频谱，并根据所述频谱获取基频，所述基频为频谱中的最大频率分量；
38、对所述基频进行求倒处理，获取交流电半波周期，所述交流电周期等于所述交流电半波周期的两倍。
39、一种交流电压有效值测量电路和方法，交流电未经变压器降压直接通过全波整流桥整流，再通过稳压器配合反馈电阻给采集芯片提供稳定电源以及第一电压参考值，同时限定反馈电阻和分压采样电路电路中分压电阻的精度，采集芯片接收分压采样电路的第二电压参考，根据两个参考值计算测量点的有效电压。通过上述方式，根据实际输出的参考电压计算交流电的有效电压，使得测量结果更加精确。
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1.一种交流电压有效值测量电路，其特征在于，所述电路包含整流电路、工作电路、分压采样电路、通讯电路和采集芯片，其中：
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述整流电路包括保险电阻R1和全波整流桥BD1；
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述工作电路包括限流电阻R2、二极管D1、稳压器IC1、反馈电阻R3、反馈电阻R4、滤波电容C1、稳压二极管ZD和瞬态抑制二极管TVS1；
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述分压采样电路包括分压电阻R5、分压电阻R6和二极管D2；
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述通讯电路包括光电输入电路、光电输出电路和第四电阻R10，所述光电输入电路和所述光电输出电路连接后，通过所述第四电阻R10与插座CN1的第一引脚连接；
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述光电输入电路包括光电耦合器IC2、带阻三极管N1、第二电阻R8、第三电阻R9和电容C2；
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述光电输出电路包括：光电耦合器IC3、带阻三极管N
8.一种交流电压有效值测量方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7任一项所述的电路，所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述瞬间电压获取有效电压值，包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述交流电信号获取交流电周期，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种交流电压有效值测量电路，其特征在于，所述电路包含整流电路、工作电路、分压采样电路、通讯电路和采集芯片，其中：
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述整流电路包括保险电阻r1和全波整流桥bd1；
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述工作电路包括限流电阻r2、二极管d1、稳压器ic1、反馈电阻r3、反馈电阻r4、滤波电容c1、稳压二极管zd和瞬态抑制二极管tvs1；
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述分压采样电路包括分压电阻r5、分压电阻r6和二极管d2；
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述通讯电路包括光电输入电路、光电输出电路和第四电阻r10，所述光电输入电路...
【专利技术属性】
技术研发人员：白智锐，张斌，李福梅，林凯，蒋凯凯，
申请(专利权)人：青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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