一種適用于大功率電器的功率檢測電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種適用于大功率電器的功率檢測電路，包括電流互感器、全波整流電路、ARM控制器和電源裝置；所述電流互感器的輸出端與全波整流電路的輸入端連接；所述電流互感器輸入端與待測大功率電器內(nèi)部220V交流電壓連接；所述全波整流電路的輸出端與ARM控制器的輸入端連接；所述電流互感器、全波整流電路、ARM控制器與電源裝置相連接。本實用新型解決了現(xiàn)有電器無功率檢測電路造成的安全隱患，以及使用傳統(tǒng)測量方法效率低誤差大的問題，檢測結(jié)果誤差小、準確性高。
【專利說明】
一種適用于大功率電器的功率檢測電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及一種測量控制領(lǐng)域，具體地說是一種適用于大功率電器的功率檢 測電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著物聯(lián)網(wǎng)普及以及其在智能家居方向的推廣，越來越多的充電電器更多地投入 使用，然而由于充電不當而引發(fā)的安全事故層出不窮，這說明對充電電器的功率進行安全 檢測也是很有必要。
[0003] 在一些實際應(yīng)用中，經(jīng)常要對設(shè)備的功率的進行檢測，已完成對設(shè)備數(shù)據(jù)的測量 和控制。傳統(tǒng)的測量方法是利用萬用表，功率表來測量設(shè)備的電流，電壓有效值，但是當測 量高電壓220V的時候，這種測量方法不僅效率低，危險而且誤差很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的是提供一種適用于大功率電器 的功率檢測電路，以解決現(xiàn)有電器無功率檢測電路造成的安全隱患，以及使用傳統(tǒng)測量方 法效率低誤差大等問題。
[0005] 本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0006] -種適用于大功率電器的功率檢測電路，其特征在于:該功率檢測電路包括電流 互感器、全波整流電路、ARM控制器和電源裝置;所述電流互感器的輸出端與全波整流電路 的輸入端連接;所述電流互感器輸入端與待測大功率電器內(nèi)部220V交流電壓連接;所述全 波整流電路的輸出端與ARM控制器的輸入端連接;所述電流互感器、全波整流電路、ARM控制 器與電源裝置相連接。
[0007] 本實用新型至少檢測一路大功率電器的交流電壓，至少輸出一路直流電壓。
[0008] 所述全波整流電路包括三個運算放大器，濾波電容，二極管和電阻;所述運算放大 器為LM358。
[0009] 優(yōu)選的，所述電流互感器為DL-CT05C1.0微型交流電流互感器。
[0010] 進一步，該功率檢測電路包括電流互感器DL-CT05C1.0，第一運算放大器A1，第二 運算放大器B1，第三運算放大器A2,第一電阻R1，第二電阻R2,第三電阻R3,第一電容C1，第 一二極管D1，第二二極管D2,其中電器內(nèi)部220V交流電壓一端與所述電流互感器DL-CT05C1.0輸入端連接，所述電流互感器DL-CT05C1.0輸出端與第三電阻R3-端連接，第三電 阻R3另一端與第三運算放大器A2輸入負端、第一電阻R1-端連接，第一電阻另一端與第三 運算放大器A2輸出端連接，第三運算放大器A2輸出端與第一運算放大器A1輸入正端、第二 二極管D2負端連接，第一運算放大器A1輸入負端與第一二極管D1正端連接，第一運算放大 器A1輸出端與第一二極管D1負端連接，第一二極管D1負端連接與第一電容C1正端、第二運 算放大器B1輸入正端連接，第二運算放大器B1輸入負端與第二二極管正端連接，第一電容 C1負端與地連接。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型能解決現(xiàn)有電器無功率檢測電路造成的安全隱患， 以及使用傳統(tǒng)測量方法效率低誤差大等問題，線性度高，穩(wěn)定性好，檢測結(jié)果誤差小、準確 性尚。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本實用新型的檢測原理框圖。
[0013] 圖2是本實用新型中電流互感器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是本實用新型的全波整流電路原理圖。
[0015] 圖4是本實用新型的功率檢測電路測試結(jié)果折線圖。
【具體實施方式】
[0016] 為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。
[0017] 一種適用于大功率電器的功率檢測電路，該功率檢測電路包括電流互感器、全波 整流電路、ARM控制器和電源裝置;所述電流互感器的輸出端與全波整流電路的輸入端連 接;所述電流互感器輸入端與待測大功率電器內(nèi)部220V交流電壓連接;所述全波整流電路 的輸出端與ARM控制器的輸入端連接;所述電流互感器、全波整流電路、ARM控制器與電源裝 置相連接。全波整流電路包括三個運算放大器，濾波電容，二極管和電阻;所述運算放大器 為LM358。電流互感器為DL-CT05C1.0微型交流電流互感器;該功率檢測電路至少檢測一路 電器交流電壓以及至少輸出一路直流電壓，其將所輸入交流電壓通過全波整流電路整流之 后，輸出直流電壓。
[0018] 參見圖1，單路輸出的適用于大功率電器的功率檢測電路，包括電流互感器、全波 整流電路和ARM控制器，電流互感器與電器交流電壓220V相連接。電流互感器輸入電流為 5A，輸出電流為5ma。具體原理如下所示。
[0019]參見圖2,電流互感器由閉合的鐵心和繞組組成，左邊的一次繞組匝數(shù)W1很少，其 匝數(shù)只有一匝或者幾匝，因而它的阻抗很小。串聯(lián)在要測量交流電路中，所以一次繞組有電 路的全部電流流過，右邊的二次繞組匝數(shù)W2很多，串聯(lián)在全波整流電路中，形成閉合回路。 左右線圈匝數(shù)和左右流經(jīng)的電流滿足如下關(guān)系：
[0022]其中分別表示一次繞組的電流和匝數(shù)，I2，W2表示二次繞組的電流和匝數(shù)，1^ 稱為變流比?？梢娨獪y量的電流I:就等于二次繞組端所測得的電流與變流比心的乘積。 [0023] 經(jīng)過電流互感器處理的二次交流電，通過全波整流電路做AC-DC變換，送入ARM控 制器，全波整流電路的電路圖3所示。Iin是經(jīng)過電流互感器的二次電流，首先二次交流電通 過R3負載轉(zhuǎn)換電阻輸出電壓，所產(chǎn)生的交流電壓通過兩組LM358做全波整流處理，運算放大 器LM358D的兩端加上+12V的單電源，所以輸出的只有正向電壓。利用IN4148二極管的單向 導電性來整流，最后通過濾波電容C1做濾波處理，當整流電壓大于電容電壓時，電容充電， 低于電容電壓時，電容放電，從而起到抑平電壓的作用，在電容充放電的過程中使輸出電壓 Vout穩(wěn)定。
[0024] 參見圖4，測試400W額定功率的電器，電流互感器輸入端的交流電流為1.784A，通 過整流電路和濾波電容產(chǎn)生的直流電壓為0.464V，測試800W額定功率的電器，電流互感器 輸入端的交流電流為3.526A，經(jīng)整流電路和濾波電容得到的直流電壓為0.92V，由于濾波電 容充放電的影響，實際測量中整流電路的測量速度不會很快，以上所有的測量數(shù)據(jù)都是通 電一段時間后，電路穩(wěn)定的實驗結(jié)果。以下給出額定功率，電流，電壓之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，其中 Prating表示電器額定功率，UlivdP Icmt分別交流電壓和電流的有效值。
[0025] Prating - Ulive * lout
[0026] 橫軸表示實驗電器的額定功率，縱軸表示經(jīng)過整流電路輸出的直流電壓，由圖4可 知直流電壓和額定功率呈線性分布，如下給出直流電壓和額定功率的比例關(guān)系。
[0028] 其中？加_表示電器的額定功率，，表示通過整流電路輸出的直流電壓，兩者滿 足線性關(guān)系，K表示常數(shù)因子其值經(jīng)計算約等于862.06。
[0029] 通過上述【具體實施方式】看出一種適用于大功率電器的功率檢測電路，解決現(xiàn)有電 器無功率檢測電路造成的安全隱患，以及使用傳統(tǒng)測量方法效率低誤差大等問題，且線性 度高，穩(wěn)定性好。
【主權(quán)項】
1. 一種適用于大功率電器的功率檢測電路，其特征在于：該功率檢測電路包括電流互 感器、全波整流電路、ARM控制器和電源裝置;所述電流互感器的輸出端與全波整流電路的 輸入端連接;所述電流互感器輸入端與待測大功率電器內(nèi)部220V交流電壓連接;所述全波 整流電路的輸出端與ARM控制器的輸入端連接;所述電流互感器、全波整流電路、ARM控制器 與電源裝置相連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大功率電器的功率檢測電路，其特征在于:所述全波整 流電路包括三個運算放大器、濾波電容、二極管和電阻。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于大功率電器的功率檢測電路，其特征在于:所述運算放 大器為LM358。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于大功率電器的功率檢測電路，其特征在于:所述電流互 感器為DL-CT05C1.0微型交流電流互感器。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于大功率電器的功率檢測電路，其特征在于:該功率檢測 電路包括電流互感器DL-CT05C1.0，第一運算放大器Al，第二運算放大器Bl，第三運算放大 器A2,第一電阻Rl，第二電阻R2,第三電阻R3,第一電容Cl，第一二極管Dl，第二二極管D2,其 中待測大功率電器內(nèi)部220V交流電壓一端與所述電流互感器DL-CT05C1.0輸入端連接，所 述電流互感器DL-CT05C1.0輸出端與第三電阻R3-端連接，第三電阻R3另一端與第三運算 放大器A2輸入負端、第一電阻Rl-端連接，第一電阻另一端與第三運算放大器A2輸出端連 接，第三運算放大器A2輸出端與第一運算放大器Al輸入正端、第二二極管D2負端連接，第一 運算放大器Al輸入負端與第一二極管Dl正端連接，第一運算放大器Al輸出端與第一二極管 Dl負端連接，第一二極管Dl負端連接與第一電容Cl正端、第二運算放大器Bl輸入正端連接， 第二運算放大器Bl輸入負端與第二二極管正端連接，第一電容Cl負端與地連接。
【文檔編號】G01R21/06GK205594063SQ201620276919
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月5日
【發(fā)明人】謝菲, 陸冬
【申請人】南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院