專利名稱:一種正弦電路無功功率檢測電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種正弦電路無功功率檢測電路，所述電路用于檢測當(dāng)前單相電網(wǎng)的無功功率，包括采集單元I、采集單元II以及控制單元；所述采集單元I采集得到電流信號及電壓正半軸峰值信號，其輸入端與單相電網(wǎng)連接，其輸出端輸出信號至控制單元；所述采集單元II采集得到電壓過零點信號，其輸入端與單相電網(wǎng)連接，其輸出端輸出信號至控制單元；所述控制單元接收采集單元I與采集單元II的輸出信號，檢測并輸出正弦電路的無功功率。本實用新型的優(yōu)點在于：只需檢測電壓正半軸峰值


及電壓過零點對應(yīng)的電流的瞬時值，即可計算出無功功率Q，其計算簡單方便，無需進行復(fù)雜的傅里葉變換，其縮短無功功率的檢測時間，提高無功功率檢測效率。
【專利說明】一種正弦電路無功功率檢測電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于電能計算【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種能夠縮短無功功率的檢測時 間，提高無功功率檢測效率的正弦電路無功功率檢測電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 無功功率作為電能質(zhì)量重要衡量指標(biāo)，對它的補償關(guān)系到提高供電用電設(shè)備的安 全可靠運行、提高功率因素、降低電路損耗、減少設(shè)備容量等諸多方面，而檢測無功功率成 為決策是否補償和補償量的重要環(huán)節(jié)。
[0003] 目前無功功率Q的計算公式為：
[0004]

【權(quán)利要求】
1. 一種正弦電路無功功率檢測電路，所述電路用于檢測當(dāng)前單相電網(wǎng)的無功功率，其 特征在于：包括采集單元I、采集單元II以及控制單元；所述采集單元I采集得到電流信號 及電壓峰值信號，其輸入端與單相電網(wǎng)連接，其輸出端輸出信號至控制單元；所述采集單元 II采集得到電壓過零點信號，其輸入端與單相電網(wǎng)連接，其輸出端輸出信號至控制單元； 所述控制單元接收采集單元I與采集單元II的輸出信號，檢測并輸出正弦電路的無功功 率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正弦電路無功功率檢測電路，其特征在于：所述采集單元I 電流信號的采集包括電流采集電路、偏置信號產(chǎn)生電路和同相求和電路；所述電流采集電 路由電流互感器J2、電容C16和電阻Rll組成，該電流互感器J2輸入端連接到單相電網(wǎng)兩 端，其輸出端依次并聯(lián)電容C16和電阻Rl 1，該電阻Rl 1的一端作為電流采集電路的輸出端 ICIN，另一端接地GND ; 所述偏置信號產(chǎn)生電路由電阻R14、電阻R17、運算放大器U3-A組成，電阻R14和電阻 R17相串聯(lián)后一端接電源VCC，另一端接地GND，所述運算放大器U3-A的同相輸入端連接在 所述電阻R14和R17之間的公共端上，所述運算放大器U3-A的反相輸入端串聯(lián)到其輸出 端； 所述同相求和電路由電阻R12、電阻R16、電阻R18、電阻R19及運算放大器U3-B組成； 所述運算放大器U3-B的同相輸入端分別串聯(lián)上電阻R12和電阻R16,并通過電阻R12與電 流采集電路的輸出端ICIN串接，通過電阻R16與偏置信號產(chǎn)生電路的輸出端CM串接，其 反向輸入端分別串聯(lián)上電阻R18和電阻R19,并通過電阻R19與其輸出端串接，其輸出端作 為電流信號采集的最終輸出端ADC-I，所述電阻R18的另一端接地GND。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的正弦電路無功功率檢測電路，其特征在于：所述電流互感器 J2采用50A/25mA的電流互感器J2。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正弦電路無功功率檢測電路，其特征在于：所述采集單元I 電壓峰值信號的采集包括電壓采集電路和交流電壓峰值測量電路， 所述電壓采集電路由電壓互感器J3、電阻R13、電阻R15和電容C17組成；所述電壓互 感器J3輸入端串聯(lián)上電阻R13后連接到單相電網(wǎng)兩端，其輸出端依次并聯(lián)電阻R15和電容 C17,所述電阻R15和電容C17并聯(lián)后的一端作為電壓采集電路的輸出端Vin，另一端接地 GND ； 所述交流電壓正半軸峰值測量電路由電阻R20、運算放大器U4-A、二極管D1、二極管 D2、電阻R25、電阻R23、M0S管Q1、電容C18和算放大器U4-B組成；所述運算放大器U4-A的 同相輸入端串聯(lián)電阻R20后串聯(lián)到電壓采集電路的輸出端Vin，其反向輸入端分別串聯(lián)到 二極管D2的正極和電阻R25的一端，其輸出端分別串聯(lián)到二極管D2的負極和二極管Dl的 正極；所述運算放大器U4-B的同相輸入端串聯(lián)到二極管Dl的負極，其反向輸入端分別串聯(lián) 到電阻R25的另一端和其輸出端，其輸出端作為交流電壓正半軸峰值測量電路的輸出端v p; 在與運算放大器U4-A輸出端串聯(lián)的二極管Dl的負極和運算放大器U4-B的同相輸入端之 間依次并聯(lián)上MOS管Ql的漏極和電容C18的一端，MOS管Ql的柵極串聯(lián)上電阻R23,且該 電阻23、MOS管Ql的源極和電容C18的另一端同時接地GND。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的正弦電路無功功率檢測電路，其特征在于：所述電壓互感器 J3采用2mA/2mA的電壓互感器J3。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正弦電路無功功率檢測電路，其特征在于：所述采集單元II 電壓過零點信號的采集包括電壓過零檢測電路， 所述電壓過零檢測電路由電阻R22、電阻R24、光耦U7、光耦U8和電阻R21 ;所述光耦 U7和所述光耦U8的輸入端反并聯(lián)后，串聯(lián)上電阻R22和電阻R24,其輸出端反并聯(lián)后，一 端接地GND，另一端作為整個過零檢測電路的輸出端U-ZERO ;所述電阻R22和電阻R24的 另一端分別連接到單相電網(wǎng)兩端；所述電阻R21 -端串聯(lián)到電源VDD，另一端串聯(lián)到輸出端 U-ZERO。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的正弦電路無功功率檢測電路，其特征在于：所 述控制單元具有32位ARM微控制器STM32F103,主要包括處理器CPU、復(fù)位電路和時鐘電 路，CPU上具有I/O引腳PCO、PCI、PC2 ;所述引腳PCO與采集單元I的電壓過零檢測電路的 輸出端U-ZERO相連，引腳PCl與采集單元I的電流信號采集的最終輸出端ADC-I相連，弓丨 腳PC2與采集單元I的交流電壓正半軸峰值測量電路的輸出端V p相連，所述CPU計算并檢 測正弦電路的無功功率。
【文檔編號】G01R21-133GK204269725SQ201420455599
【發(fā)明者】崔文娟, 殷曉華, 沙晨晨, 趙余仁 [申請人]如皋市圖騰電力科技有限公司