用于電壓監(jiān)測儀的便攜式電壓校準源的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于電壓監(jiān)測儀的便攜式電壓校準源，包括內置可充電電源模塊和電壓輸出電路的殼體，電壓輸出電路包括微處理器、數(shù)字頻率合成模塊、放大電路、模擬乘法器、預運放、功率放大模塊和電壓真有效值直流變換電路，微處理器、數(shù)字頻率合成模塊、放大電路依次相連，電壓真有效值直流變換電路的輸入端與功率放大模塊的輸出端相連，電壓真有效值直流變換電路的輸出、放大電路的輸出分別作為模擬乘法器的兩路輸入，且模擬乘法器的輸出端依次通過預運放、功率放大模塊輸出。本實用新型能夠將電壓監(jiān)測儀的校驗過程轉移到現(xiàn)場甚至桿上進行，減少校驗過程的環(huán)節(jié)，減少人員以及精力的浪費、結構簡單、使用方便。
【專利說明】用于電壓監(jiān)測儀的便攜式電壓校準源

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電網電壓監(jiān)測技術，具體涉及一種用于電壓監(jiān)測儀的便攜式電壓校準源。

【背景技術】
[0002]隨著國網公司、國家能源局對電壓合格率、供電可靠率的技術監(jiān)督要求日益提高，目前已有大量的電壓監(jiān)測儀安裝于線路末端，為監(jiān)控電壓合格率、提高供電質量起到了很大作用，但隨之而來的電壓監(jiān)測儀校驗工作卻產生了一些問題。
[0003]按照國網公司規(guī)定電壓監(jiān)測儀三年必須輪校一次，由于現(xiàn)有的電壓監(jiān)測點分布廣、數(shù)量多，而校驗所用的高精度電壓源又沒有便攜式的產品，因此輪校一次需要將儀表從現(xiàn)場拆除會實驗室進行校驗，并再次安裝回現(xiàn)場。由于這個過程工作量大，拆除、安裝外還需要配合的運輸?shù)拳h(huán)節(jié)，需要大量的時間、精力。同時，也損失了校驗期間的電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)，影響到電壓監(jiān)測儀的在線率及月度電壓合格率。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題是:針對現(xiàn)有技術的上述問題，提供一種能夠將電壓監(jiān)測儀的校驗過程轉移到現(xiàn)場甚至桿上進行，減少校驗過程的環(huán)節(jié)，減少人員以及精力的浪費、結構簡單、使用方便的用于電壓監(jiān)測儀的便攜式電壓校準源。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:
[0006]一種用于電壓監(jiān)測儀的便攜式電壓校準源，包括內置可充電電源模塊和電壓輸出電路的殼體，所述電壓輸出電路包括微處理器、數(shù)字頻率合成模塊、放大電路、模擬乘法器、預運放、功率放大模塊和電壓真有效值直流變換電路，所述微處理器、數(shù)字頻率合成模塊、放大電路依次相連，所述電壓真有效值直流變換電路的輸入端與功率放大模塊的輸出端相連，所述電壓真有效值直流變換電路的輸出、放大電路的輸出分別作為模擬乘法器的兩路輸入，且所述模擬乘法器的輸出端依次通過預運放、功率放大模塊輸出，所述可充電電源模塊分別與微處理器、數(shù)字頻率合成模塊、放大電路、模擬乘法器、預運放和電壓真有效值直流變換電路相連。
[0007]優(yōu)選地，所述電壓真有效值直流變換電路包括第一運放、真有效值變換芯片、第二運放、參考電壓模塊和加法器，所述第一運放的輸入端與功率放大模塊的輸出端相連，所述第一運放輸出端依次通過真有效值變換芯片、第二運放后連接到加法器的一個輸入端，所述參考電壓模塊的輸出端連接到加法器的另一個輸入端，所述加法器的輸出作為模擬乘法器的一路輸入。
[0008]優(yōu)選地，所述放大電路由級聯(lián)連接的兩級運算放大器組成。
[0009]優(yōu)選地，所述可充電電源模塊為鋰電池供電模塊。
[0010]本實用新型用于電壓監(jiān)測儀的便攜式電壓校準源具有下述優(yōu)點:本實用新型包括內置可充電電源模塊和電壓輸出電路的殼體，電壓輸出電路包括微處理器、數(shù)字頻率合成模塊、放大電路、模擬乘法器、預運放、功率放大模塊和電壓真有效值直流變換電路，內置大容量的可充電電源模塊，通過基于微處理器、數(shù)字頻率合成模塊、放大電路、模擬乘法器、預運放、功率放大模塊和電壓真有效值直流變換電路構建先進的數(shù)字、電力電子的解決方案，能夠產生標準50Hz的110V、220V、380V的交流電源，在現(xiàn)場無需外接電源即可為電壓監(jiān)測儀提供標準電壓校準信號，并可為電壓監(jiān)測儀提供工作電源，一次充電可為10(Γ200臺電壓監(jiān)測儀提供校驗(同時為電壓監(jiān)測儀提供校準信號與工作電源情況下)，完全滿足一天的電壓監(jiān)測儀校準工作需求，極大地減輕了現(xiàn)場工作量，能夠將電壓監(jiān)測儀的校驗過程轉移到現(xiàn)場甚至桿上進行，減少校驗過程的環(huán)節(jié)，減少人員以及精力的浪費、結構簡單、使用方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型實施例的框架結構示意圖。
[0012]圖2為本實用新型實施例中微處理器的接口引腳示意圖。
[0013]圖3為本實用新型實施例中數(shù)字頻率合成模塊及放大電路的電路原理示意圖。
[0014]圖4為本實用新型實施例中放大電路后端的電路原理示意圖。
[0015]圖例說明:1、微處理器；2、數(shù)字頻率合成模塊；3、放大電路；4、模擬乘法器；5、預運放；6、功率放大模塊；7、電壓真有效值直流變換電路；71、第一運放；72、真有效值變換芯片；73、第二運放；74、參考電壓模塊；75、加法器。

【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，本實施例用于電壓監(jiān)測儀的便攜式電壓校準源包括內置可充電電源模塊和電壓輸出電路的殼體，電壓輸出電路包括微處理器1、數(shù)字頻率合成模塊2、放大電路3、模擬乘法器4、預運放5、功率放大模塊6和電壓真有效值直流變換電路7，微處理器1、數(shù)字頻率合成模塊2、放大電路3依次相連，電壓真有效值直流變換電路7的輸入端與功率放大模塊6的輸出端相連，電壓真有效值直流變換電路7的輸出、放大電路3的輸出分別作為模擬乘法器4的兩路輸入，且模擬乘法器4的輸出端依次通過預運放5、功率放大模塊6輸出，可充電電源模塊分別與微處理器1、數(shù)字頻率合成模塊2、放大電路3、模擬乘法器4、預運放5和電壓真有效值直流變換電路7相連。
[0017]本實施例中，可充電電源模塊為鋰電池供電模塊，能夠充分利用鋰電池容量大、性能高、充電快的優(yōu)點，確保本實施例的使用壽命更加。
[0018]如圖2所示，微處理器I采用ATmegal6A-AU芯片實現(xiàn)，ATmegal6A_AU芯片的37?30，40、41、42引腳用于做控制及信息流的引腳，其中34?37以及40引腳與數(shù)字頻率合成模塊2相連，用于向數(shù)字頻率合成模塊2輸送控制信號，初始化控制數(shù)字頻率合成模塊2生成50HZ標準信號源。
[0019]如圖3所示，數(shù)字頻率合成模塊2采用AD9954型DDS芯片實現(xiàn)，DDS芯片的37?41引腳與ATmegal6A-AU芯片相連；DDS芯片的21、22引腳作為輸出引腳，向放大電路3輸出標準50HZ信號。
[0020]本實施例中，放大電路3由級聯(lián)連接的兩級運算放大器組成。如圖3所示，運放U7A和運放U7B兩個運算放大器構成級聯(lián)連接的兩級運算放大器，運放U7A和運放U7B均采用AD712JR運放器實現(xiàn)，DDS芯片的21、22引腳作為輸出引腳輸出50HZ的交流信號，50HZ的交流信號經過運放U7A和運放U7B依次放大后輸出。
[0021]如圖4所示，模擬乘法器4采用AD633JR芯片實現(xiàn)，I腳和7腳分別作為輸入引腳，5腳則作為輸出引腳。模擬乘法器4的的I腳(AGC_IN)與運放U7B的輸出端相連，模擬乘法器4的7腳則與電壓真有效值直流變換電路7的輸出端相連；模擬乘法器4的5腳將模擬乘法運算得到的電壓信號輸入至預運放5 (U2A)的3腳，預運放5 (U2A)對電壓信號進行放大后從I腳經過電容Cl以及接口 P3輸出至功率放大模塊6。本實施例中，功率放大模塊6采用市場上常用的變壓器，因此未在圖4中繪出，功率放大模塊6用于將放大電路3輸出的放大后大約三十伏左右的標準50HZ信號、電壓真有效值直流變換電路7輸出的直流電路升壓產生相應電壓等級的電壓信號以達到穩(wěn)定輸出的目的；對于高精度的輸出，功率放大模塊6應該選用與其精度匹配的高精度變壓器，功率放大模塊6的輸出一般升壓到所需的電壓(例如為110V/220V/380V等，本實施例中具體為220V)，功率放大模塊6的輸出還作為反饋經過電壓真有效值直流變換電路7以檢測輸出電壓的偏移用于校正。
[0022]如圖1所示，電壓真有效值直流變換電路7包括第一運放71、真有效值變換芯片72、第二運放73、參考電壓模塊74和加法器75，第一運放71的輸入端與功率放大模塊6的輸出端相連，第一運放71輸出端依次通過真有效值變換芯片72、第二運放73后連接到加法器75的一個輸入端，參考電壓模塊74的輸出端連接到加法器75的另一個輸入端，加法器75的輸出作為模擬乘法器4的一路輸入。
[0023]如圖4所示，第一運放71、第二運放73均采用運放AD712JR實現(xiàn)，真有效值變換芯片72采用AD637真RMS檢測芯片實現(xiàn)，加法器75基于運放AD712JR實現(xiàn)。第一運放71(U5A)的3腳作為輸入端通過接口 P4與功率放大模塊6的輸出端(220V)相連，第一運放71 (U5A)的I腳作為輸出端通過電容C2輸入到AD637真RMS檢測芯片的15腳，AD637真RMS檢測芯片11腳作為輸出引腳將電壓信號輸出至第二運放73 (U5B)的輸入引腳(5腳)，第二運放73 (U5B)的7腳作為輸出引腳，通過電阻R32輸出至加法器75的6腳。參考電壓模塊74包括電阻R34、可調電阻R12和三端可調分流基準源D9，三端可調分流基準源D9采用TL431芯片，電阻R34 —端連接至可充電電源模塊的12V輸出端，另一端通過可調電接地GND，加法器75的5腳作為參考電壓輸入端通過三端可調分流基準源D9接地，三端可調分流基準源D9和可調電阻R12之間并聯(lián)連接，且可調電阻R12的調節(jié)端與三端可調分流基準源D9的控制端相連。
[0024]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術方案均屬于本實用新型的保護范圍。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種用于電壓監(jiān)測儀的便攜式電壓校準源，其特征在于:包括內置可充電電源模塊和電壓輸出電路的殼體，所述電壓輸出電路包括微處理器(1)、數(shù)字頻率合成模塊(2)、放大電路(3 )、模擬乘法器(4 )、預運放(5 )、功率放大模塊(6 )和電壓真有效值直流變換電路(7)，所述微處理器(1)、數(shù)字頻率合成模塊(2)、放大電路(3)依次相連，所述電壓真有效值直流變換電路(7)的輸入端與功率放大模塊(6)的輸出端相連，所述電壓真有效值直流變換電路(7)的輸出、放大電路(3)的輸出分別作為模擬乘法器(4)的兩路輸入，且所述模擬乘法器(4)的輸出端依次通過預運放(5)、功率放大模塊(6)輸出，所述可充電電源模塊分別與微處理器(1)、數(shù)字頻率合成模塊(2)、放大電路(3)、模擬乘法器(4)、預運放(5)和電壓真有效值直流變換電路(7)相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于電壓監(jiān)測儀的便攜式電壓校準源，其特征在于:所述電壓真有效值直流變換電路(7)包括第一運放(71 )、真有效值變換芯片(72)、第二運放(73)、參考電壓模塊(74)和加法器(75 )，所述第一運放(71)的輸入端與功率放大模塊(6 )的輸出端相連，所述第一運放(71)輸出端依次通過真有效值變換芯片(72)、第二運放(73)后連接到加法器(75)的一個輸入端，所述參考電壓模塊(74)的輸出端連接到加法器(75)的另一個輸入端，所述加法器(75)的輸出作為模擬乘法器(4)的一路輸入。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的用于電壓監(jiān)測儀的便攜式電壓校準源，其特征在于:所述放大電路(3)由級聯(lián)連接的兩級運算放大器組成。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于電壓監(jiān)測儀的便攜式電壓校準源，其特征在于:所述可充電電源模塊為鋰電池供電模塊。
【文檔編號】G01R1/28GK204228939SQ201420698204
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權日:2014年11月20日
【發(fā)明者】薛瑋, 左劍, 鐘智 申請人:國家電網公司, 國網湖南省電力公司, 國網湖南省電力公司電力科學研究院