一種全橋整流恒流源負(fù)載的功率檢測(cè)交流接口的制作方法
【專利說(shuō)明】一種全橋整流恒流源負(fù)載的功率檢測(cè)交流接口
[0001]此案是申請(qǐng)日2013-11-08，申請(qǐng)?zhí)?013105504289申請(qǐng)名稱“一種全橋整流負(fù)載功率和交流功率的高精度檢測(cè)電路”的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種電源功率檢測(cè)，特別是一種全橋整流恒流源負(fù)載的功率檢測(cè)交流接口。
【背景技術(shù)】
[0003]通過(guò)交流220v整流后，通過(guò)調(diào)節(jié)電路(恒流或恒壓)直接加載在負(fù)載上，通過(guò)現(xiàn)有的儀器對(duì)電源的功率因素檢測(cè)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。
[0004]功率因數(shù)(英語(yǔ):Power Factor，縮寫:PF)又稱功率因子，是交流電力系統(tǒng)中特有的物理量，是一負(fù)載所消耗的有功功率與其視在功率的比值，其數(shù)值在O到I之間。
[0005]有功功率代表一電路在特定時(shí)間做功的能力，視在功率是電壓和電流有效值的乘積。純電阻負(fù)載的視在功率等于有功功率，其功率因子為I。若負(fù)載是由電感、電容及電阻組成的線性負(fù)載，能量可能會(huì)在負(fù)載端及電源端往復(fù)流動(dòng)，使得有功功率下降。
[0006]功率因子和電效率(英語(yǔ):Electrical efficiency)二者是不同概念,一設(shè)備的效率是輸出功率相對(duì)于輸入功率的比值，和功率因數(shù)不同。一設(shè)備功率因子提升后，設(shè)備本身的效率不一定會(huì)隨之提升。但功率因子提升后，視在功率及輸入電流會(huì)減小，因此供電系統(tǒng)的效率會(huì)提升。
[0007]在交流電路中，電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數(shù)，用符號(hào)C0SC5表示，在線性交流電路中，數(shù)值上功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即C0Sc5=P/S?，F(xiàn)有的功率因數(shù)檢測(cè)都是基于此原理給出的。這種檢測(cè)只對(duì)交流電壓與電流之間的相位差進(jìn)行檢測(cè)，不需要對(duì)實(shí)際功率輸出進(jìn)行檢測(cè)，因此對(duì)非線性負(fù)載，得到的結(jié)論是有偏差的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種即能給出交流電壓與電流之間的相位差，又能給出有功功率與其視在功率和其比值的全橋整流負(fù)載功率和交流功率的高精度檢測(cè)電路。
[0009]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種全橋整流恒流源負(fù)載的功率檢測(cè)交流接口，其特征是:交流輸入端接口中的電壓傳感單元是在輸入端串接有電阻R和發(fā)光元件GFS，發(fā)光元件GFS發(fā)出光對(duì)準(zhǔn)光電池GJS，光電池GJS輸出電壓與A/D轉(zhuǎn)換器端口電連接；電流傳感單元是套接在交流回路中的互感線圈L ;互感線圈L的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器端口電連接。
[0010]所述的電流傳感單元和電壓傳感單元將傳感的交流電流和交流電壓信號(hào)提供給檢測(cè)電路處理；由檢測(cè)電路同時(shí)給出有功功率、視在功率，給出有功功率與視在功率的比值。
[0011]所述的檢測(cè)電路包括顯示器、按鍵、處理器，處理器電連接有顯示器和按鍵，處理器帶有多路A/d轉(zhuǎn)換器端口，多路A/D轉(zhuǎn)換器端口分別與直流輸出端接口的傳感器輸出端電連接，直流輸出端接口的傳感器有電流傳感單元和電壓傳感單元，電流傳感單元和電壓傳感單元將傳感的電流和電壓信號(hào)提供給檢測(cè)電路的處理器處理；多路A/D轉(zhuǎn)換器端口分別與交流輸入端接口的傳感器輸出端電連接，交流輸入端接口的傳感器有電流傳感單元和電壓傳感單元，電流傳感單元和電壓傳感單元將傳感的電流和電壓信號(hào)提供給檢測(cè)電路的處理器處理，處理器處理的結(jié)果顯示在顯示器。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:在交流輸入端口與交流電源之間有交流輸入端接，在直流輸出端與負(fù)載RL之間有直流輸出端接口，直流輸出端接口和交流輸入端接口與檢測(cè)電路電連接，直流輸出端接口用于傳感輸入端的電流和電壓信號(hào)，將傳感的電流和電壓信號(hào)提供給檢測(cè)電路處理；交流輸入端接口用于傳感輸出端的電流和電壓信號(hào)，將傳感的電流和電壓信號(hào)提供給檢測(cè)電路處理；由檢測(cè)電路同時(shí)給出有功功率、視在功率，給出有功功率與視在功率的比值。由處理器采樣、處理，得到交流電壓、交流電流，直流電壓、直流電流，交流電壓和電流采用積分測(cè)量，得到平均功率。
【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例電路原理圖；
圖2是檢測(cè)電路原理圖；
圖3是交流輸入端接口實(shí)施例1電路原理圖；
圖4是交流輸入端接口實(shí)施例2電路原理圖；
圖5是直流輸出端接口實(shí)施例1電路原理圖；
圖6是直流輸出端接口實(shí)施例2電路原理圖。
[0014]圖中，1、交流輸入端口 ；2、交流輸入端接口 ；3、顯示器；4、按鍵；5、檢測(cè)電路；6、直流輸出端接口 ；7、直流輸出端；8、調(diào)節(jié)電路；9、整流濾波電路；10、處理器。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
如圖1所示，一種全橋整流恒流源負(fù)載的功率檢測(cè)交流接口，其特征是:至少包括整流濾波電路9和調(diào)節(jié)電路8，整流濾波電路9的輸入端是交流輸入端口 1，整流濾波電路9和調(diào)節(jié)電路8的輸出端是直流輸出端7，在交流輸入端口 I與交流電源之間有交流輸入端接口2，在直流輸出端7與負(fù)載RL之間有直流輸出端接口 6，直流輸出端接口 6和交流輸入端接口 2與檢測(cè)電路5電連接，直流輸出端接口 6用于傳感輸入端的電流和電壓信號(hào)，將傳感的電流和電壓信號(hào)提供給檢測(cè)電路5處理；交流輸入端接口 2用于傳感輸出端的電流和電壓信號(hào)，將傳感的電流和電壓信號(hào)提供給檢測(cè)電路5處理；由檢測(cè)電路5同時(shí)給出有功功率、視在功率，給出有功功率與視在功率的比值。
[0016]如圖2所示，檢測(cè)電路5包括顯示器3、按鍵4、處理器10，處理器10電連接有顯示器3和按鍵4，處理器10帶有多路A/D轉(zhuǎn)換器端口，多路A/D轉(zhuǎn)換器端口分別與直流輸出端接口 6的傳感器輸出端電連接，直流輸出端接口 6的傳感器有電流傳感單元601和電壓傳感單元602，電流傳感單元601和電壓傳感單元602將傳感的電流和電壓信號(hào)提供給檢測(cè)電路5的處理器10處理；多路A/D轉(zhuǎn)換器端口分別與交流輸入端接口 2的傳感器輸出端電連接，交流輸入端接口 2的傳感器有電流傳感單元201和電壓傳感單元202，電流傳感單元201和電壓傳感單元202將傳感的電流和電壓信號(hào)提供給檢測(cè)電路5的處理器10處理，處理器10處理的結(jié)果顯示在顯示器3。
[0017]如圖3所示，交流輸入端接口 2中的電流傳感單元601是在輸入端串接有電阻R和發(fā)光元件GFS (無(wú)極性光源)，發(fā)光元件GFS (無(wú)極性光源)發(fā)出光對(duì)準(zhǔn)光電池GJS，光電池GJS輸出電壓與A/D轉(zhuǎn)換器端口電連接。電壓傳感單元602是套接在交流回路中的互感線圈L?；ジ芯€圈L的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器端口電連接。
[0018]如圖5所示，直流輸出端接口 6中的電流傳感單元201是在負(fù)載回路中串接發(fā)光二極管D，發(fā)光二極管D的發(fā)光方向上有光電接收器G，通過(guò)光電接收器G接收的電壓或電流值獲取直流輸出電流。直流輸出端接口 6中的電壓傳感單元202是通過(guò)電阻Rl和R2進(jìn)行分壓，R2上的電壓輸出給出直流輸出端電壓，為了不影響分壓對(duì)電壓檢測(cè)的影響(主要是輸入阻抗對(duì)A/D輸入端的影響)，R2上的電壓通過(guò)電壓跟隨器隔離。
[0019]實(shí)施例2
與實(shí)施例1不同的是:如圖4所示，交流輸入端接口 2中的電流傳感單元601是在輸入端串接的電壓互感器T，電壓互感器T 一端與交流220V電連接，電壓互感器T輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器端口電連接。電壓傳感單元602是套接在交流回路中的互感線圈L?；ジ芯€圈L的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器端口電連接。
[0020]如圖6所示，直流輸出端接口 6中的電流傳感單元201是在負(fù)載回路中串接電阻R0，通過(guò)電阻RO獲取電壓，電阻RO是標(biāo)準(zhǔn)電阻，重而獲取直流輸出電流。與圖5相同，直流輸出端接口 6中的電壓傳感單元202是通過(guò)電阻Rl和R2進(jìn)行分壓，R2上的電壓輸出給出直流輸出端電壓，為了不影響分壓對(duì)電壓檢測(cè)的影響(主要是輸入阻抗對(duì)A/D輸入端的影響)，R2上的電壓通過(guò)電壓跟隨器隔離。
[0021]交流輸入端接口 2和直流輸出端接口 6有接口，通過(guò)導(dǎo)線連接端子將交流輸入端接口 2和直流輸出端接口 6信號(hào)引入到檢測(cè)電路5信號(hào)檢測(cè)輸入端口，與處理器10電連接，由處理器10采樣、處理，得到交流電壓、交流電流，直流電壓、直流電流，交流電壓和電流采用積分測(cè)量，得到平均功率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全橋整流恒流源負(fù)載的功率檢測(cè)交流接口，其特征是:交流輸入端接口中的電壓傳感單元是在輸入端串接有電阻R和發(fā)光元件GFS，發(fā)光元件GFS發(fā)出光對(duì)準(zhǔn)光電池GJS,光電池GJS輸出電壓與A/D轉(zhuǎn)換器端口電連接；電流傳感單元是套接在交流回路中的互感線圈L ;互感線圈L的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器端口電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全橋整流恒流源負(fù)載的功率檢測(cè)交流接口，其特征是:所述的電流傳感單元和電壓傳感單元將傳感的交流電流和交流電壓信號(hào)提供給檢測(cè)電路處理；由檢測(cè)電路同時(shí)給出有功功率、視在功率，給出有功功率與視在功率的比值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種全橋整流恒流源負(fù)載的功率檢測(cè)交流接口，其特征是:所述的檢測(cè)電路包括顯示器、按鍵、處理器，處理器電連接有顯示器和按鍵，處理器帶有多路A/D轉(zhuǎn)換器端口，多路A/D轉(zhuǎn)換器端口分別與直流輸出端接口的傳感器輸出端電連接，直流輸出端接口的傳感器有電流傳感單元和電壓傳感單元，電流傳感單元和電壓傳感單元將傳感的電流和電壓信號(hào)提供給檢測(cè)電路的處理器處理；多路A/D轉(zhuǎn)換器端口分別與交流輸入端接口的傳感器輸出端電連接，交流輸入端接口的傳感器有電流傳感單元和電壓傳感單元，電流傳感單元和電壓傳感單元將傳感的電流和電壓信號(hào)提供給檢測(cè)電路的處理器處理，處理器處理的結(jié)果顯示在顯示器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種全橋整流恒流源負(fù)載的功率檢測(cè)交流接口，至少包括整流濾波電路和調(diào)節(jié)電，整流濾波電的輸入端是交流輸入端口，整流濾波電和調(diào)節(jié)電路的輸出端是直流輸出端，在交流輸入端口與交流電源之間有交流輸入端接口，在直流輸出端與負(fù)載RL之間有直流輸出端接口，直流輸出端接口和交流輸入端接口與檢測(cè)電路電連接，直流輸出端接口用于傳感輸入端的電流和電壓信號(hào)，將傳感的電流和電壓信號(hào)提供給檢測(cè)電路處理；交流輸入端接口用于傳感輸出端的電流和電壓信號(hào)，將傳感的電流和電壓信號(hào)提供給檢測(cè)電路處理。該方法能給出交流電壓與電流之間的相位差，又能給出有功功率與其視在功率和其比值。
【IPC分類】G01R21-133
【公開(kāi)號(hào)】CN104635039
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310613482
【發(fā)明人】劉珉愷
【申請(qǐng)人】西安信唯信息科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2013年11月8日