一种基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路制造技术

本发明专利技术公开了一种基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，它由滤波电路、积分电路、移相电路、直流隔离电路和调零电路组成，罗氏线圈的输出信号输入到滤波电路，滤波电路输出到积分电路，积分电路输出到移相电路，移相电路输出到直流隔离电路，直流隔离电路输出至与单片机AD连接的调零电路。本发明专利技术的优越性在于测量一次侧电流信号中的1-50次谐波时能做到高准确度信号还原，线性度高，具有很好的温度稳定性，准确度可达到0.5％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电カ測量
，特别涉及一种基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路。
技术介绍
在电子式电流互感器的研究中，罗氏线圈作为一次电流传感单元，以其线性度好、无磁饱和现象、測量带宽广且准确度高等优良特性，得到了广泛的关注。但是由于罗氏线圈二次侧输出电压信号是一次侧电流信号的微分，要还原出与一次侧电流信号成正比例的信号，必须添加相应的积分环节。因此，积分器 电路是罗氏线圈互感器实际应用中的关键且必不可少组成部分。积分电路是指使输出电压与输入电流的时间积分值成比例的电路。在信号处理电路和有源网络中作模拟运算的积分器常用运算放大器和RC器件构成。采用运算放大器、输入电阻和反馈电容构成基本积分器电路，由于运算放大器固有输入偏置及温度漂移等參数的影响，存在“积分漂移”现象，都将使运放的输出达到饱和，带来积分器阻塞；另外积分器输出幅度变化近似反比与频率变化，当频率很小时，増益可能是エ频信号的很多倍，即低频信号干扰能影响到积分电路的正常工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于罗氏线圈互感器的模拟积分器电路，将低频增益平坦化积分电路用于罗氏线圈的二次侧信号处理环节中，増加对低频信号的处理能力和测量准确度。本专利技术基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，它由滤波电路、积分电路、移相电路、直流隔离电路和调零电路组成，罗氏线圈的输出信号输入到滤波电路，滤波电路输出到积分电路，积分电路输出到移相电路，移相电路输出到直流隔离电路，直流隔离电路输出至与单片机AD连接的调零电路。本专利技术基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，所述的滤波电路为ニ阶低通滤波器，截止频率f为2. 5kHZ，用于滤除一次侧电流经罗氏线圈测量后输出信号中的高频分量。本专利技术基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，所述的积分电路为低频增益平坦化积分电路，用于处理罗氏线圈输出的微分信号，它的结构包括运算放大器U1，运算放大器Ul的同相端与第二电阻R2和第三电容C3的一端连接，第二电阻R2和第三电容C3的另一端接地；第一电阻Rl连通罗氏线圈和运算放大器Ul的反相端；第三电阻R3和第四电阻R4串联后连接在运算放大器Ul的输出端和反相端之间；第一电容Cl和第二电容C2并联后连接在运算放大器Ul的输出端和反相端之间；第三电阻R3和第四电阻R4的连接点经第四电容C4接地；第一电容Cl和第二电容C2为高频瓷介电容。本专利技术基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，所述的移相电路为负反馈反相放大电路，用于将一次侧电流经罗氏线圈测量输出和积分电路后的信号移相180°处理。本专利技术基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，所述的直流隔离电路主要由CBB聚丙烯电容完成，用于隔离一次侧电流经过罗氏线圈测量后输出信号中的直流分量。本专利技术基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，所述的调零电路用于处理在积分电路和移相电路过程中产生的直流零漂，使经模拟积分电路和移相电路后输出的电压信号中性点钳制在0附近。它的结构主要包括运算放大器U2，第五电阻R5和第一电位器RPl串联后连接在运算放大器U2的同相端与地之间；第六电阻R6连通地和运算放大器U2的反相端；第七电阻R7连接在运算放大器U7的输出端和反相端之间。本专利技术的优越性在于采用低频增益平坦化模拟积分电路，能够有效地处理低频信号问题，在实际应用上具有很好的暂态特性；整个积分器电路包含移相环节和调零环节，线性度高；所选元器件全部为特级型，具有很好的稳定性，整个积分器电路能够克服元器件温漂等对积分器性能的影响，实现高准确度的信号还原。附图说明图1是本专利技术的整体电路结构图。图2是图1中的积分电路结构图。图3是图1中的调零电路结构图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路作进一步说明如图1所示，为本专利技术基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路的整体结构图。它由滤波电路1、积分电路2、移相电路3、直流隔离电路4和调零电路5组成，罗氏线圈6的输出信号输入到滤波电路I，滤波电路I输出到积分电路2，积分电路2输出到移相电路3，移相电路3输出到直流隔离电路4，直流隔离电路4输出到调零电路5，调零电路5输出至单片机AD7。本专利技术的工作原理如下一次侧电流信号经罗氏线圈电流互感器测量后输出二次侧电压信号，此电压信号经积分器的滤波、积分、移相和调零处理后，准确还原出与一次侧电流信号成正比例关系的电压信号，然后送入单片机的AD转换中。一次侧电流信号经罗氏线圈电流互感器测量后输出二次侧电压信号为一个微分信号，此电压信号的相位超前一次侧电流信号相位90° ;经过积分器的滤波电路和积分电路处理后，此电压信号的相位将超前一次侧电流信号180°，同时滤除其中的高频信号分量；经反向移相电路处理后，反向移相电路的输出信号相位滞后输入信号180° ;经过积分电路和反向移相电路后，输出的电压信号与一次侧电流信号成正比例关系。如图2所示，为本专利技术所述的积分电路。本专利技术鉴于传统技术的缺陷对积分电路进行修改，将信号的最低频率设置为积分器的特征频率，特征频率以下信号频率取特性曲线平坦化，被称为低频增益平坦化积分电路。它的结构如图2所示运算放大器Ul的同相端与第二电阻R2和第三电容C3的一端连接，第二电阻R2和第三电容C3的另一端接地；第一电阻Rl连通罗氏线圈和运算放大器Ul的反相端；第三电阻R3和第四电阻R4串联后连接在运算放大器Ul的输出端和反相端之间；第一电容Cl和第二电C2容并联后连接在运算放大器Ul的输出端和反相端之间；第三电阻R3和第四电阻R4的连接点经第四电容C4接地；第ー电容Cl和第二电容C2为高频瓷介电容。罗氏线圈电流互感器输出二次侧电压信号Ui经过低频增益平坦化积分电路处理，输出为U01，UOl送至后续信号处理电路中。如图3所示，为本专利技术所述的调零电路。它的结构包括运算放大器U2，第五电阻R5和第一电位器RPl串联后连接在运算放大器U2的同相端与地之间；第六电阻R6连通地和运算放大器U2的反相端；第七电阻R7连接在运算放大器U7的输出端和反相端之间。经积分电路和移相电路后输出的电压信号UOl送至调零电路，调零电路钳制电压信号UOl中性点維持在0附近，然后输出为UO送至后续信号处理电路中。运算放大器Ul采用德州仪器公司的0PA*227系列芯片；第一电阻为3KQ，第三电阻220KQ，第四电阻为260KQ，上述电阻的温度系数均小于IOE (-6)/で。第一电容和第ニ电容为0.1uF高频瓷介电容，第四电容为0. 33uF。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，其特征在于，它由滤波电路、积分电路、移相电路、直流隔离电路和调零电路组成，罗氏线圈的输出信号输入到滤波电路，滤波电路输出到积分电路，积分电路输出到移相电路，移相电路输出到直流隔离电路，直流隔离电路输出至与单片机AD连接的调零电路。

【技术特征摘要】
1.一种基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，其特征在于，它由滤波电路、积分电路、移相电路、直流隔离电路和调零电路组成，罗氏线圈的输出信号输入到滤波电路，滤波电路输出到积分电路，积分电路输出到移相电路，移相电路输出到直流隔离电路，直流隔离电路输出至与单片机AD连接的调零电路。2.根据权利要求1所述基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，其特征在于，所述的滤波电路为二阶低通滤波器，截止频率f为2. 5kHZ，用于滤除一次侧电流经罗氏线圈测量后输出信号中的高频分量。3.根据权利要求1所述基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，其特征在于，所述的积分电路为低频增益平坦化积分电路，用于处理罗氏线圈输出的微分信号，它的结构包括运算放大器Ul，运算放大器Ul的同相端与第二电阻R2和第三电容C3的一端连接，第二电阻R2和第三电容C3的另一端接地；第一电阻Rl连通罗氏线圈和运算放大器Ul的反相端；第三电阻R3和第四电阻R4串联后连接在运算放大器Ul的输出端和反相端之间；第...

【专利技术属性】
技术研发人员：严刚，李茂峰，杨先林，
申请(专利权)人：广西星宇智能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：