对2812进行交流电流和电压采样程序

//#################################################################### //*文件名：Dsp2812_adc_test.c

//*功能：对2812进行交流电流和电压采样

//#################################################################### // 说明：ADC时钟频率：12.5MHz，

// 采样频率：6000Hz(0.1667ms)

// 级联顺序采样模式，采样2路，ADCINA0-电流，ADCINA1=电压；// 采样窗口为16个ADCCLK

// 启动方式：EV A

//##################################################################

#include "Dsp281x_device.h"

#include "Dsp281x_Examples.h"

#include "math.h"

void ADC_init(void);

void EV A_init(void);

void convert(void);

void display_init(void);

void display(Uint16 j);

void processv(void);

void processi(void);

void sequence(float v[],int p);

float v[120]={0}; //用于存放ADC转换的电压结果

float i[120]; //用于存放ADC转换的电流结果

int adclo;

float ve; //存放电压有效值

float ie; //存放电流有效值

int m=0;

int n=0;

void main()

{

InitSysCtrl(); //高速时钟HSPCLK=75MHz

DINT;

InitPieCtrl(); //允许PIE中的ADC采样中断

IER=0x0000;

IFR=0x0000;

InitPieV ectTable();

EALLOW;

GpioMuxRegs.GPAMUX.bit.PWM1_GPIOA0=0; //跳闸

GpioMuxRegs.GPADIR.bit.GPIOA0=1; //输出

EDIS;

ADC_init();

EV A_init();

display_init();

adclo=0;

PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx6=1; //使能PIE模块中的ADC采样中断

IER|=M_INT1; //开CPU中断

EINT;

ERTM;

AdcRegs.ADCRESULT0=0x0000;

GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIOA0=1;

EvaRegs.T1CON.bit.TENABLE=1; //启动T1计数

for(;;){}

}

void ADC_init(void)

{

AdcRegs.ADCTRL1.bit.RESET=1; //复位

AdcRegs.ADCTRL3.bit.ADCBGRFDN = 0x3; //带间隙参考电路上电

DELAY_US(8000l); //等待稳定

AdcRegs.ADCTRL3.bit.ADCPWDN = 1; //其他电路上电

DELAY_US(20l); //等待稳定

AdcRegs.ADCTRL1.bit.ACQ_PS=0xf; //采样窗口（15+1）

AdcRegs.ADCTRL1.bit.CONT_RUN=0; //停止开始模式

AdcRegs.ADCTRL1.bit.CPS=1; // /2

AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CASC=1; //级联模式

AdcRegs.ADCTRL1.bit.SUSMOD=0x1; //仿真挂起模式：转换完成后排序器和其他逻辑停止工作，最终结果锁存，状态机更新

AdcRegs.ADCTRL2.bit.EV A_SOC_SEQ1=1; //允许EV A触发启动SEQ

AdcRegs.ADCTRL2.bit.EVB_SOC_SEQ=0; //禁止EVB触发启动SEQ

AdcRegs.ADCTRL2.bit.INT_ENA_SEQ1=1; //允许SEQ1中断

AdcRegs.ADCTRL2.bit.INT_MOD_SEQ1=0; //每个SEQ序列序列结束时，SEQ1置位

AdcRegs.ADCTRL2.bit.EVB_SOC_SEQ2=0; //EVB信号不能启动SEQ2

AdcRegs.ADCTRL2.bit.INT_ENA_SEQ2=0; //禁止SEQ2中断

AdcRegs.ADCTRL3.bit.ADCCLKPS=0x4;

//ADCCLK=HSPCLK/(4+2)=75/6=12.5MHz

AdcRegs.ADCTRL3.bit.SMODE_SEL=0; //顺序采样

AdcRegs.ADCMAXCONV.bit.MAX_CONV1=0x1; //每次采样一个通道，共采样两个通道

AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV00=0x0; //采样ADCINA0

AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV01=0x4; //采样ADCINA4

}

void EV A_init(void)

{

EvaRegs.T1CON.bit.TMODE=0x2; //计数模式为连续增模式

EvaRegs.T1CON.bit.TPS=1; //T1CLK=HSPCLK/2=37.5MHz EvaRegs.T1CON.bit.TENABLE=0; //暂时禁止T1计数

EvaRegs.T1CON.bit.TCLKS10=0x00; //使用内部时钟

EvaRegs.T1CON.bit.TECMPR=0; //禁止定时器比较操作

EvaRegs.GPTCONA.bit.T1TOADC=0x2; //周期中断启动ADC

EvaRegs.EV AIMRA.bit.T1PINT=1; //使能定时器T1周期中断

EvaRegs.EV AIFRA.bit.T1PINT=1; //清除定时器T1周期中断标志位EvaRegs.T1PR=0x186a; //定时时间为0.1667mS

EvaRegs.T1CNT=0; //初始化计数器寄存器

}

void display_init(void)

{

EALLOW;

GpioMuxRegs.GPAMUX.bit.CAP3QI1_GPIOA10=0; //数据

GpioMuxRegs.GPBMUX.bit.CAP5Q2_GPIOB9=0; //CLK

GpioMuxRegs.GPADIR.bit.GPIOA10=1; //方向为输出

GpioMuxRegs.GPBDIR.bit.GPIOB9=1; //方向为输出

EDIS;

}

void convert(void)

{

float b;

int a1,b1,c1,d1;

b=ve;

if(b>100.00)

{

a1 = b/100;

b1 = (b-a1*100)/10;

c1 = (b-a1*100-b1*10);

d1 = (b-a1*100-b1*10-c1)*10;

display(d1);

display(c1+10);

display(b1);

display(a1);

}

else

{

b1= b/10;

c1=b-10*b1;

d1=(b-10*b1-c1)*10;

display(d1);

display(c1+10);

display(b1);

display(20);

}

GpioDataRegs.GPBTOGGLE.bit.GPIOB9=1; //低电平

DELAY_US(10);

GpioDataRegs.GPBTOGGLE.bit.GPIOB9=1;

}

void display(Uint16 j)

{

int a[21]={0xf3,0x60,0xd5,0xf4,0x66,0xb6,0xb7,0xe0,0xf7,0xf6,

0xfb,0x68,0xdd,0xfc,0x6e,0xbe,0xbf,0xe8,0xff,0xfe,

0x00};

int ii;

for(ii=0;ii<8;ii++)

{

GpioDataRegs.GPBCLEAR.bit.GPIOB9=1; //clk低电平

DELAY_US(10);

GpioDataRegs.GPBTOGGLE.bit.GPIOB9=1; //高电平

GpioDataRegs.GPADA T.bit.GPIOA10=((a[j]>>ii)&0x01);

DELAY_US(10);

}

}

interrupt void ADCINT_ISR(void)

{

v[m]=(AdcRegs.ADCRESULT0>>4); //存放ADCINA0的结果

i[n]=(AdcRegs.ADCRESULT1>>4); //存放ADCINA1的结果

if(v[0]==4095)

{

v[0]=0;

}

if(v[m]>=3000) //150V跳闸

{

GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIOA0=1; //跳闸

EvaRegs.T1CON.bit.TENABLE=0; //暂停T1定时

}

else if(i[n]>=5000)

{

GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIOA0=1; //跳闸

EvaRegs.T1CON.bit.TENABLE=0; ////暂停T1定时

}

m++;

n++;

if(m>119)

{

m=0;

n=0;

processv();

}

//数据转换PieCtrlRegs.PIEACK.bit.ACK1=1; //相应PIE同组中断AdcRegs.ADCST.bit.INT_SEQ1_CLR=1; //清除AD中断标志位

AdcRegs.ADCTRL2.bit.RST_SEQ1=1; //复位序列发生器SEQ

EINT;

}

void processv(void)

{

int j;

float temp=0;

for(j=0;j<119;j++)

{

v[j]=(v[j]/4095*3-1.52)*270;

temp=temp+v[j]*v[j];

}

temp=temp/120;

ve=sqrt(temp); //sequence(v,120);

// for(i=0;i<5;i++);

// {

// convert();

// }

}

void sequence(float v[],int n)

{

int i=0;

int j=0;

int temp=0;

for(i=0;i

{

for(j=i+1;j<=n;j++)

{

if(v[i]>v[j])

{

temp=v[i];

v[i]=v[j];

v[j]=temp;

}

}

}

}

各种电压电流采样电路设计

常用采样电路设计方案比较 配电网静态同步补偿器（DSTATCOM）系统总体硬件结构框图如图2-1所示。由图2-1可知DSTATCOM的系统硬件大致可以分成三部分，即主电路部分、控制 电路部分、以及介于主电路和控制电路之间的检测与驱动电路。其中采样电路包括3路交流电压、6路交流电流、2路直流电压和2路直流电流、电网电压同步信号。3路交流电压采样电路即采样电网三相电压信号；6路交流电流采样电路分别为电网侧三相电流和补偿侧三相电流的电流采样信号；2路直流电压和2路直流电流的采样电路DSTATCOM的桥式换流电路的直流侧电压信号和电流信号；电网电压 同步信号采样电路即电网电压同步信号。 信号调 理 TMS320 LF2407A DSP 键盘显示 电路电压电流信号驱动电路保护电路 控制电路检测与驱动 电路主电路 图2-1 DSTATCOM系统总体硬件结构框图 1.1常用电网电压同步采样电路及其特点 1.1.1 常用电网电压采样电路 1 从D-STATCOM的工作原理可知，当逆变器的输出电压矢量与电网电压矢 量幅值大小相等，方向相同时，连接电抗器内没有电流流动，而D-STATCOM 工作在感性或容性状态都可由调节以上两矢量的夹角来进行控制，因此，逆变 器输出的电压矢量的幅值及方向的调节都是以电网电压的幅值和方向作为参考的，因此，系统电压与电网电压的同步问题就显得尤为重要。

图2-2 同步信号产生电路1 从图2-2所示同步电路由三部分组成，第一部分是由电阻、电容组成的RC滤波环节，为减小系统与电网的相位误差，该滤波环节的时间常数应远小于系统 的输出频率，即该误差可忽略不计。其中R5=1K，C4=15pF，则时间常数错误！未找到引用源。<

电流采样电路的设计

电流采样电路的设计 文中研制了一套模拟并网发电系统，实现了频率跟踪、最大功率跟踪、相位跟踪、输入欠压保护、输出过流保护、反孤岛效应等功能；采用Atmega16高速单片机，实现了内部集成定时、计数器功能；利用定时器T／C2的快速PWM功能，实现SPWM信号的产生；采用T／C1的输入捕获功能，实现了频率相位监测和跟踪以及对失真度、输入电压、输出电流等物理量的检测与控制。 1 整体方案设计 设计采用Atmega16单片机为主体控制电路，工作过程为：与基准信号同频率、同相位正弦波经过SPWM调制后，输出正弦波脉宽调制信号，经驱动电胳放大，驱动H桥功率管工作，经过滤波器和工频变压器产生于基准信号通频率、同相位的正弦波电流。其中，过流、欠压保护由硬件实现，同步信号采集、频率的采集、控制信号的输出等功能，均由Atmega16完成。系统总体设计框图如图1所示。 2 硬件电路设计 分为DC／AC驱动电路、DC／AC电路和滤波电路3部分和平滑电容C1，电路原理如图2所示。 2．1 DC—AC驱动电路 是由R1、R2、R3、R4、R5、R6、Q3、Q4、P3和P4组成，其中P3和P4是控制信号输入

端，R3和R4为限流电阻。集电极的电流直接影响波形上升沿的陡峭度，集电极电流越大输出的波形越陡峭。因为R2和R1与集电极pn节的寄生电容形成了一个RC充放电的时间常数，集电极pn结的寄生电容无法改变，只有通过改变R1和R2的值来改变时间常数，所以R1和R2值越小，Q3和Q4的集电极电流就越大；RC的充电时间常数越小，波形的上升沿越陡峭，而增加集电极电流，会增加系统的功耗，权衡利弊选择一个合适的值。其次，射级pn 结的寄生电容也会影响Q3和Q4的关断时间和波形上升沿的陡峭度。所以在驱动电路中各加了一个放电回路，即拉地电阻R5和R6，R5和R6的引入，加快了Q3和Q4的关闭速度，这样就使集电极的波形更陡峭。同样在保证基极射极pn不损坏的条件下，基极的电流也是越大越好，但也会带来损耗问题，权衡利弊选择一个合适的值。关于两个电阻的取值，这里假设三极管的放大倍数为β，基极电流Ib，集电极电流Ic，流过R5的电流为I5，流过R3的电流为I3，R3的压降为V3，驱动信号为V，R5的压降为V5，有 实际中R3和R5应该比计算值小，这样是为了让三极管工作在饱和状态，提高系统稳定 性。 2．2 DC-AC电路 是由两只p沟道MOSFET。Q1、Q2和两只n沟道MOSFET Q5、Q6组成。在这里没有采用4只n沟道MOSFET，原因是驱动电路复杂，如果采用上面的驱动电路接近电源的两个导体管不能完全导通，发热量为接近地一侧导体管4倍以上，功耗增加，所以采用对管逆变即减小了功耗，而且驱动电路简单。通过控制4个导体管的开关速度再通过低通滤波器即可实 现DC／AC功能。 2．3 滤波电路 两个肖特基整流二极管1N5822为续流二极管，这里为防止产生负电压，C2、C3、C4、C5、L1、L2组成低通滤波器，其中C5、C6为瓷片电容，C2、C3用电解电容，充放电电流可以流进地，L1、L2为带铁芯的电感，带铁芯的电感对高频的抑制比空心电感更好，电感值 更高。关于参数的选取和截止频率的计算如下 3 采样电路 3．1 电流采样电路的设计 由于终端负载一定，所以电流采样实际等同于一个峰值检测的过程，此电路实际是一个峰值检测电路，P3为信号的2个输入端，调整R10，R11和R17、R18取值来实现峰值测功能，电路中的阻值并不准确，需要实际中根据信号的幅值来调整R10、R11和R17、R18阻值

测量交流电流、电压前端采样电路

测量型电流互感器使用方法: 典型应用电路如图所示: 用法一： 推荐用户按电路图一所示， 输入额定电流为5A ，次级（副边）会产生一个2.5mA 的电流。通过运算放大器，用户可以调节反馈电阻R 值在输出端得到所要求的电压输出。而电容C 及电阻r 是用来补偿相移的。如用户使用软件补偿或不需要补偿相移的场合，电容C 及电阻r 可以不接。图中运算放大器为OP07系列。运算放大器的电源电压通常取±15V 或±12V 。图中反馈电阻R 要求精度优于1%，温度系数优于50ppm 。 电路参数的确定： 1．反馈电阻R 的值，反馈电阻R= V0/Ii ，如果要求输出电压很精确，则R 可取略小于V0另串联一个可调电阻进行微调，以达到所要求的精度。 2．补偿电容C 及补偿电阻r 的值：C 的经验值一般为0.01----0.033μF, 如果C 选0.033,则 r=95×（22R/ФC-1）1/2 如果C 选0.022，则 r=143×(15R/ФC-1)1/2 其中，R 为反馈电阻的值，以K ?为单位：Фc 为每只互感器上标的未补偿前的相移值，以分为单位。计算出来的补偿电阻r 的值是以K ?为单位的。 用法二： 如电路图二所示，并电阻直接输出电压。 优点：采样电路简单，由于不使用运放，不需要外接直流电源，避免了运放的温飘等不稳定因素，大大提高了可靠性。 缺点：带载能力弱，由于负载大相位差变大,动态范围减小。 应用实例 用 GCT–201B 设计一个电路，其额定输入电流为5 A ，输出电压为5V 。（GCT–201B 上标的Фc 为15′），参数确定如下： 1. 反馈电阻R=VO/Ii=5V/ 2.5mA =2K ? 2. 补偿电容C 及补偿电阻r 的值： 如果C 选0.033μF,则 r=95×（22R/ФC-1）1/2 =95×（22 ×2/15-1）1/2 =132K ?。 如果C1选0.022μF ，则 r=143×(15R/ФC-1)1/2 =143×（15 ×2/15-1）1/2 =143K 测量型电压互感器使用方法: 典型应用电路如图所示 图一 图二 用法一： 推荐用户按电路图一所示 ：输入电压经限流电阻R ′，使流过GPT–202B 电压互感器初级（原边）的额定电流为2mA （或某个用户自定的理想值），副边会产生一个相同的电流。通过运算放大器，用户可以调节反馈电阻R 的值在输出端得到所要求的电压输出。电容C 及电阻r 是用来补偿相移的。如用户使用软件补偿或不需要补偿相移的场合，电容C 及电阻r 可以不接。图中运算放大器为OP07 系列，运算放

三相电源检测

三相电源检测系统设计三相电源检测系统设计 摘 要 本设计采用AT89C51单片机实现三相电压与电流的检测。该设计可检测三相交流电压（AC220V×3）及三相交流电流（A、B、C 线电流0～5A）。本系统的变压器、放大器、A/D 转换和计算产生的综合误差满足5%的精度要求。输出采用128×64 LCD 方式显示，单片机电源部分直接由AC220V 交流电经整流、滤波、稳压供电。系统采用数字时钟芯片和8kB 的RAM 进行存储器的扩展。 关键词关键词：：三相交流电 AD 转换 变压器 LCD 显示 8KB RAM

1.引言 当前电力电子装置和非线性设备的广泛应用，使得电网中的电压、电流波形发生严重畸变，电能质量受到严重的影响和威胁；同时，各种高性能家用电器、办公设备、精密试验仪器、精密生产过程的自动控制设备等对供电质量敏感的用电设备不断普及对电力系统供电质量的要求越来越高，电能质量问题成为各方面关注的焦点，电能质量检测是当前的一个研究热点，有必要对三相电信号进行采样，便于进一步分析控制。 目前，精度要求不高的交流数字电压表大多采用平均值原理，只能测量不失真时的正弦信号有效值，因此受到波形失真的限制而影响测量精度和应用范围。真有效值数字仪表可以测量在任何复杂波形而不必考虑波形种类和失真度的特点以及测量精确度高、频带范围宽、响应速度快的特点而得到广泛应用。提高系统的测量精度、稳定性特性是设计中的关键。 真有效值的数字电压数字电压表和以往的仪表有所不同的是可以检测波形复杂的三相交流电压电流。这些都是以单片机为基础的智能化仪表，同时充分表明单片机是一个应用于对象体系的智能化工具。 本设计用单片机进行三相电压与电流的硬件检测系统。该系统检测三相交流电压（AC220V×3）及三相交流电流（A、B、C线电流0～5A）。本系统的变压器、放大器、A/D转换和计算产生的综合精度满足5%要求。输出显示采用128×64点阵的LCD，单片机电源由AC220V交流供电通过变压与整流稳压电路实现。系统配有数字时钟芯片、8kB的RAM存储器扩展芯片。 2总体设计方案 总体设计方案框架如图2-1所示，由交流信号处理部分、A/D转换电路、51单片机控制、数据存储器电路、LCD显示电路以及稳压电源电路组成。 图2-1总体系统原理图

常用电流和电压采样电路

2常用采样电路设计方案比较 配电网静态同步补偿器（DSTATCOM ）系统总体硬件结构框图如图2-1所示。由图2-1可知DSTATCOM 的系统硬件大致可以分成三部分，即主电路部分、控制电路部分、以及介于主电路和控制电路之间的检测与驱动电路。其中采样电路包括3路交流电压、6路交流电流、2路直流电压和2路直流电流、电网电压同步信号。3路交流电压采样电路即采样电网三相电压信号；6路交流电流采样电路分别为电网侧三相电流和补偿侧三相电流的电流采样信号；2路直流电压和2路直流电流的采样电路DSTATCOM 的桥式换流电路的直流侧电压信号和电流信号；电网电压同步信号采样电路即电网电压同步信号。 图2-1 DSTATCOM 系统总体硬件结构框图 2.2.11 常用电网电压同步采样电路及其特点 .1 常用电网电压采样电路1 从D-STATCOM 的工作原理可知，当逆变器的输出电压矢量与电网电压矢量幅值大小相等，方向相同时，连接电抗器内没有电流流动，而D-STATCOM 工作在感性或容性状态都可由调节以上两矢量的夹角来进行控制，因此，逆变器输出的电压矢量的幅值及方向的调节都是以电网电压的幅值和方向作为参考的，因此，系统电压与电网电压的同步问题就显得尤为重要。

图2-2 同步信号产生电路1 从图2-2所示同步电路由三部分组成，第一部分是由电阻、电容组成的RC 滤波环节，为减小系统与电网的相位误差，该滤波环节的时间常数应远小于系统的输出频率，即该误差可忽略不计。其中R 5=1K Ω，5pF，则时间常数错误！未 因此符合设计要求;第二部分由电压比较器LM311构成， 实现过零比较;第三部分为上拉箝位电路，之后再经过两个非门，以增强驱动能力，满足TMS320LF2407的输入信号要求。 C 4=1找到引用源。<

电压电流采样

电压电流采样 前言：在学习这个主题的时候，上网查了大量的资料，但大多都是基于电网里的交流大电压和大电流的采样，我个人觉得关于交流的采样以下链接有非常详尽的介绍，而我自己也只是对其进行了较为细致的阅读 https://www.doczj.com/doc/8018315782.html,/view/2d389e06a6c30c2259019e2f.html?from=search 因为我们队里用的直流电压最大为24V，所以接下来我就直流电压及电流的采样说一下自己的见解。 一、基本电路设计及原理学习 1、电压采集回路的设计 工作原理如下所述：从分压电阻取来的电压信号经滤波后，被单片机周期采样。将采样信号转化为0～5V的模拟电压量送给单片机的A/D采样通道，使单片机能采集到当时的电压，以便进行稳压、稳流或限压、限流调节，为控制算法的分析、处理，实现控制、保护、显示等功能提供依据。 （公式推导参见电气专业的模电书，不作详细介绍） 根据上述原理，设计电压采样电路如图下图所示 由于521－4的四个光耦制的电流放电倍数是相同的。即

即把输入电压从较大的直流电压衰减到0～5V。 2、电流采集回路的设计 电流采集的原理图如上图所示。其工作原理与电压采集的原理基本相同，区别主要在电流的输入信号为分流器输出的信号，信号范围为0－75mV，显然信号太弱，对于分辨率不高的A/D精度显然不够。通过LM324将其放大。根据放大器的工作原理，放大的倍数为β＝R63B/R61B=400K/10K=40。从而使得VI点的电压范围为0－3V，而VI点相对于AGNDW的电压与AC1点相对于AGND的电压的关系跟中，Vi点电压与AC0点电压的关系类似。在此处我们通过调节RW6，将0－75mV 的电压信号（分流器上的电压）放大到0－5V，供单片机采样。 二、自己设计（DIY） 经过一段时间的学习，我根据上述基本原理和所学知识设计了一款新的采样电路

电压电流采样电路设计

- 常用采样电路设计方案比较 配电网静态同步补偿器（DSTATCOM）系统总体硬件结构框图如图2-1所示。由图2-1可知DSTATCOM的系统硬件大致可以分成三部分，即主电路部分、控制电路部分、以及介于主电路和控制电路之间的检测与驱动电路。其中采样电路包括3路交流电压、6路交流电流、2路直流电压和2路直流电流、电网电压同步信号。3路交流电压采样电路即采样电网三相电压信号；6路交流电流采样电路分别为电网侧三相电流和补偿侧三相电流的电流采样信号；2路直流电压和2路直流电流的采样电路DSTATCOM的桥式换流电路的直流侧电压信号和电流信号；电网电压同步信号采样电路即电网电压同步信号。 控制电路电路主电路 图2-1 DSTATCOM系统总体硬件结构框图 常用电网电压同步采样电路及其特点 1.1.1 常用电网电压采样电路1 从D-STATCOM的工作原理可知，当逆变器的输出电压矢量与电网电压矢量幅值大小相等，方向相同时，连接电抗器内没有电流流动，而D-STATCOM工作在感性或容性状态都可由调节以上两矢量的夹角来进行控制，因此，逆变器输出的电压矢量的幅值及方向的调节都是以电网电压的幅值和方向作为参考的，因此，系统电压与电网电压的同步问题就显得尤为重要。

图2-2 同步信号产生电路1 】 从图2-2所示同步电路由三部分组成，第一部分是由电阻、电容组成的RC滤波环节，为减小系统与电网的相位误差，该滤波环节的时间常数应远小于系统的输出频率，即该误差可忽略不计。其中R5=1K ，C4=15pF，则时间常数 <

DSP交流采样电路设计..

DSP 交流采样电路设计

1．实验目的 本次实验针对电气工程及其自动化专业及测控专业。通过综合实验，使学生对所学过的DSP在继电保护中的应用有一个系统的认识，并运用自己学过的知识，自己设计模拟继电保护过程实验系统。要求用DSP完成对电网的电压的采样，然后经过DSP的处理，可以对系统继电器的跳合进行控制，自己设计，自己编程，最后自行调试，自行实现自己的设计。在整个试验过程中，摆脱以往由教师设计，检查处理故障的传统做法，由学生完全自己动手，互相查找处理故障，培养学生动手能力。学生试验应做到以下几点： 1. 通过DSP程序的设计模拟继电保护跳闸实验，进一步了解DSP在继电保护中的应用。 2. 通过实验线路的设计，计算及实际操作，使理论与实际相结合，增加感性认识，使书本知识更加巩固。 3. 培养动手能力，增强对DSP运用的能力。 4..培养分析，查找故障的能力。 5. 增加对DSP外围电路的认识。 2．实验设备 DSP板、仿真器、面包板、采样板器件，电烙铁，其它工具。

3．实验原理 1、DSP最小系统电路图

1、模拟电子线路 （一）、电流采样电路的设计

本次电流采样电路选择的电流互感器总共由两级，前一级互感器变比为4A ：1A ，第二级互感器采用TA1015-1,其变比为5A:5mA ，也就是1000:1，两级总共的互感器比例为4000:1。 即电流互感器一次侧的电流大小为4A ，二次侧的电流大小为1A ，二级互感器的二次侧电流大小为1mA 。如图3-6，在互感器二次侧并一个1K 的电阻即可将一次侧的4A 的强电流信号变换为二次侧的弱电压信号，其计算公式为: )(0.14000/4/12mA A k i i === (3-1) )(0.1101100.13322V R i u =***==- (3-2) 其峰值为： )(414.10.1222V u u p =*== (3-3) 即电流互感器二次侧输出的电压范围为-1.414V 至+1.414V ，即一次回路里的220V 的工频交流便被线性转化为-1.414V 至+1.414V 。 信号电路共有三级，第一级为偏置放大环节，它能够将交流信号调理成DSP 能准确进行AD 转换的0V 至3.3V 的直流信号。第二级为有源滤波环节，该环节能够滤去信号调理电路里的高频干扰信号。第三极为跟随环节，其输入高阻抗，输出低阻抗，进一步增加了信号调理电路的抗干扰能力。

采样调理电路

3.4 A/D采样电路及信号调理电路 对连续信号) x,按一定的时间间隔s T抽取相应的瞬时值（即通常所 (t 说的离散化），这个过程称为采样。) x经过采样后转换为时间上离散的模拟 (t 信号) x，简称为采样信号。 (s s nT 本系统中采集的模拟量主要是交流电压/电流（计算功率用）、整流输出直流电压/电流（用作脉冲调整）等交流量和直流量，此外加调理电路的作用是把采样信号进行硬件上的定标，变成DSP的A/D口可以识别的0~电平以内的信号。 3.4.1互感器电路原理及选型 图电压互感器原理图 如图，电流型电压互感器采用星格SPT204A（2mA/2mA）,R1是熔断电阻防止电流过大烧坏互感器，R2为限流电阻将电压信号转化为2mA电流信号，R3为压敏电阻起过电压保护作用，二次侧输出为2 mA电流信号送至采样模块。 5A输入 2.5mA输出 图电流互感器原理图 如图，电流互感器采用互感器采用星格SCT254AZ，将一次侧5A交流输入转化为输出送至采样板。 3.4.2交流电压/电流采样电路 交流电压/电流采样电流采样信号来自同步变压器经霍尔电压/电流传感器的电压电流源。

为了更清楚的阐述采样电路的工作原理，首先需对电路中的重要器件LM358作简要说明： LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。 （1）交流电压采样电路整流器的输入是三相三线制，无中线，交流电压采集的是经过电流型电压互感器后的交流电流信号,以A相采样电路为例，如下图所示，输入电压经过放大电路电压跟随之后，叠加+的直流量，确保正弦电压的负半周上移到DSP能处理的单极性电压信号+电压范围之内： 图交流采样电路 Rd0为熔断电阻,防止电流过大；Rd1, Rd2为限流电阻，LM358作电压跟随。滑动变阻器Wd0另一侧输入+电压，将电压信号变为单极性信号；电容Cd2、Cd3起去耦作用;电阻Rd3为限流电阻，限定电路的工作电流.，使电路在一个合适的工作状态下运行。稳压管Dd0电压设为3V,使得ADCINB1口的输出电压基本稳定在3V及其以下。采样之后的信号送至TMS320F2812的A/D口进行处理。 (2) 交流电流采样电路交流电流采样电路与电压采样原理基本相同，但相比较而言，电流采样电路更为复杂，同样以A相电流采样为例，采样电路图如下图所示：

采样调理电路

采样调理电路 Hessen was revised in January 2021

3.4 A/D采样电路及信号调理电路 对连续信号) x,按一定的时间间隔s T抽取相应的瞬时值（即通常所说的 (t 离散化），这个过程称为采样。) x经过采样后转换为时间上离散的模拟信 (t 号) (s x，简称为采样信号。 s nT 本系统中采集的模拟量主要是交流电压/电流（计算功率用）、整流输出直流电压/电流（用作脉冲调整）等交流量和直流量，此外加调理电路的作用是把采样信号进行硬件上的定标，变成DSP的A/D口可以识别的0~电平以内的信号。 3.4.1互感器电路原理及选型 图电压互感器原理图 如图，电流型电压互感器采用星格SPT204A（2mA/2mA）,R1是熔断电阻防止电流过大烧坏互感器，R2为限流电阻将电压信号转化为2mA电流信号，R3为压敏电阻起过电压保护作用，二次侧输出为2 mA电流信号送至采样模块。 5A输入 2.5mA输出 图电流互感器原理图 如图，电流互感器采用互感器采用星格SCT254AZ，将一次侧5A交流输入转化为输出送至采样板。

3.4.2交流电压/电流采样电路 交流电压/电流采样电流采样信号来自同步变压器经霍尔电压/电流传感器的电压电流源。 为了更清楚的阐述采样电路的工作原理，首先需对电路中的重要器件LM358作简要说明： LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。 （1）交流电压采样电路整流器的输入是三相三线制，无中线，交流电压采集的是经过电流型电压互感器后的交流电流信号,以A相采样电路为例，如下图所示，输入电压经过放大电路电压跟随之后，叠加+的直流量，确保正弦电压的负半周上移到DSP能处理的单极性电压信号+电压范围之内： 图交流采样电路 Rd0为熔断电阻,防止电流过大；Rd1, Rd2为限流电阻，LM358作电压跟随。滑动变阻器Wd0另一侧输入+电压，将电压信号变为单极性信号；电容Cd2、Cd3起去耦作用;电阻Rd3为限流电阻，限定电路的工作电流.，使电路在一个合适的工作状态下运行。稳压管Dd0电压设为3V,使得ADCINB1口的输出电压基本稳定在3V及其以下。采样之后的信号送至TMS320F2812的A/D口进行处理。

电流采样电路的设计

电流采样电路的设计 电流采样电路的设计 摘要：文中研制了一套模拟并网发电系统，实现了频率跟踪、最大功率跟踪、相位跟踪、输入欠压保护、输出过流保护、反孤岛效应等功能;采用Atmega16高速单片机，实现了内部集成定时、计数器功能;利用定... 文中研制了一套模拟并网发电系统，实现了频率跟踪、最大功率跟踪、相位跟踪、输入欠压保护、输出过流保护、反孤岛效应等功能;采用Atmega16高速单片机，实现了内部集成定时、计数器功能;利用定时器T/C2的快速PWM功能，实现SPWM信号的产生;采用T/C1的输入捕获功能，实现了频率相位监测和跟踪以及对失真度、输入电压、输出电流等物理量的检测与控制。 随着国际工业化的进程，全球未来能源消耗预计以3%的速度增长，常规能源面临日益枯竭的窘境。人们开始了可再生能源与新能源技术的开发，最具发展前景的当属风力发电和太阳能发电，即光伏并网发电。 1 整体方案设计 设计采用Atmega16单片机为主体控制电路，工作过程为：与基准信号同频率、同相位正弦波经过SPWM调制后，输出正弦波脉宽调制信号，经驱动电胳放大，驱动H桥功率管工作，经过滤波器和工频变压器产生于基准信号通频率、同相位的正弦波电流。其中，过流、欠压保护由硬件实现，同步信号采集、频率的采集、控制信号的输出等功能，均由Atmega16完成。系统总体设计框图如图1所示。 2 硬件电路设计 分为DC/AC驱动电路、DC/AC电路和滤波电路3部分和平滑电容C1，电路原理如图2所示。 2.1 DC—AC驱动电路 是由R1、R2、R3、R4、R5、R6、Q3、Q4、P3和P4组成，其中P3和P4是控制信号输入端，R3和R4为限流电阻。集电极的电流直接影响波形上升沿的陡峭度，集电极电流越大输出的波形越陡峭。因为R2和R1与集电极pn节的寄生电容形成了一个RC充放电的时间常数，集电极pn结的寄生电容无法改变，只有通过改变R1和R2的值来改变时间常数，所以R1和R2值越小，Q3和Q4的集电极电流就越大;RC的充电时间常数越小，波形的上升沿越陡峭，而增加集电极电流，会增加系统的功耗，权衡利弊选择一个合适的值。其次，射级pn结的寄生电容也会影响Q3和Q4的关断时间和波形上升沿的陡峭度。所以在驱动电路中各加了一个放电回路，即拉地电阻R5和R6，R5和R6的引入，加快了Q3和Q4的关闭速度，这样就使集电极的波形更陡峭。同样在保证基极射极pn不损坏的条件下，基极的电流也是越大越好，但也会带来损耗问题，权衡利弊选择一个合适的值。关于两个电阻的取值，这里假设三极管的放大倍数为β，基极电流Ib，集电极电流Ic，流过R5的电流为I5，流过R3的电流为I3，R3的压降为V3，驱动信号为V，R5的压降为V5，有

电压采样电路设计总结报告

电压采样电路设计总结报告 专业班级：电气工程及其自动化 实习日期：2013年7月22日---7月26日 2013年7月26日

目录 一、设计要求及目的： (2) 二、所用元件： (2) 三、设计思路： (2) 1、电源部分电路 (3) 2、电流-电压转化电路 (4) 3、电压抬升电路： (5) 4、二阶滤波电路 (6) 5、方波转换电路 (7) 四、课程设计中出现的问题及解决方案 (9) 五、设计总结 (9)

一、设计要求及目的： 1、设计目标：设计一个电压采样电路，对220v交流信号进行采样，并利用运放对其进行处理，使其成为数模转换器（A/D）能够处理的信号。 2、基本要求：根据元件列表设计采样电路及其工作电源回路，将220v交流输入信号变为0-3v信号，并对其进行二阶有源滤波，滤除高频干扰信号，滤波后的信号平滑无畸变。 3、扩展：设计电路，将交流信号变为方波，过零点处干净无毛刺信号。 4、设计目的： 1）加强自主性学习、研究性学习，加强团队合作，提高创新意识； 2）通过该设计学会并掌握常用电子元器件的选择和使用方法； 3）结合所学的电子电路的理论知识完成电压采样课程设计。 二、所用元件： 变压器 1个、 1N4007单向二极管 5个、 470uF电解电容 4个 芯片7815和7915、紧密电流型电压互感器 1个、 LM324芯片 10K电位器 1个、 201pF电容 2个 电阻：110KΩ1个、 10KΩ5个、 1Ω1个、 1KΩ2个、 470Ω1个、200Ω1个 三、设计思路： 电压采样电路基础模块的设计思路首先是220v交流电源经过电流型电压互感器使强电转换为弱电，再通过电流/电压变换电路使其输出电压为-1.5v~+1.5v，接着通过一个反相加法运算电路使其输出电压抬升为0~3v，最后经过一个二阶有源低通滤波电路对其进行滤波，滤除高频干扰信号，滤波后的信号平滑无畸变，最后用一迟滞比较器将正弦波变成方波信号。 总电路图为：

三相电压采样电路

(10)申请公布号 CN 102662095 A (43)申请公布日 2012.09.12C N 102662095 A *CN102662095A* (21)申请号 201210137462.9 (22)申请日 2012.05.07 G01R 19/00(2006.01) (71)申请人无锡智卓电气有限公司 地址214174 江苏省无锡市惠山区堰桥镇金 惠西路118号(无锡智卓电气有限公 司) (72)发明人白建社 戈浩 吴振锋 (74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 冯铁惠 (54)发明名称 三相电压采样电路 (57)摘要 本发明公开一种三相电压采样电路，其包括 接入三相供电系统的信号检测电路、所述信号检 测电路的输出端连接信号放大电路，所述信号放 大电路的输出端和用于控制开关的单片机连接， 所述信号检测电路主要由采样电阻R4、R10、R16 组成，新增了三相电压保护功能，采用电阻进行信 号检测，在提高抗干扰能力和可靠性的同时，尽可 能的降低了成本，可根据需要通过不同的连接方 法：星形接法和三角形接法，可以实现相电压和 线电压的检测，采样到的信号通过运算放大器处 理后送至单片机计算处理。若信号正常，则由单片 机继续处理信号；若信号异常，则由单片机向保 护执行机构发出指令，为负载设备提供保护。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页

1/1页 1.一种三相电压采样电路，其包括接入三相供电系统的信号检测电路、所述信号检测电路的输出端连接信号放大电路，所述信号放大电路的输出端和用于控制开关的单片机连接，其特征在于，所述信号检测电路包括采样电阻R4、R10、R16，所述采样电阻R4的两端分别串联限流电阻R3、R18、R19并入三相供电系统且与信号放大电路的输入端连接，所述采样电阻R10的两端分别串联限流电阻R9、R18、R19并入三相供电系统且与信号放大电路的输入端连接，所述采样电阻R16的两端分别串联限流电阻R15、R18、R19并入三相供电系统且与信号放大电路的输入端连接。 2.根据权利要求1所述的三相电压采样电路，其特征在于，所述信号放大电路包括运算放大器U1、U2、U3，所述运算放大器U1的同相输入端串联电阻R5与采样电阻R4的一端连接，反相输入端串联电阻R2与采样电阻R4的另一端连接，所述运算放大器U1的反相输入端与输出端之间串联电阻R1，所述运算放大器U1的同相输入端串联电阻R6接入基准电压，且所述运算放大器U1的正电源引脚通过滤波电路接入系统电源，所述运算放大器U2的同相输入端串联电阻R11与采样电阻R10的一端连接，反相输入端串联电阻R8与采样电阻R10的另一端连接，所述运算放大器U2的反相输入端与输出端之间串联电阻R7，所述运算放大器U2的同相输入端串联电阻R12接入基准电压，所述运算放大器U3的同相输入端串联电阻R17与采样电阻R16的一端连接，反相输入端串联电阻R14与采样电阻R16的另一端连接，所述运算放大器U3的反相输入端与输出端之间串联电阻R13，所述运算放大器U3的同相输入端串联电阻R20接入基准电压，上述运算放大器U1、U2、U3的输出端连接用于控制开关的单片机。 3.根据权利要求2所述的三相电压采样电路，其特征在于，所述滤波电路包括两个并联的电容C1、C2，所述电容C2的正极连接系统电源。权 利 要 求 书CN 102662095 A

伺服驱动器中电流采样电路的设计

伺服驱动器中电流采样电路的设计 引言现如今，交流伺服电机因为其优良的性能，已经在工业生产中占据了举足轻重的地位，而伺服驱动器作为伺服电机的控制系统，其本身的优劣将直接影响到驱动电机的使用性能。在伺服驱动控制系统中，为实现磁场定向控制，需要至少对两相电机绕组的电流进行采样，这两路电流采样将作为电流反馈信号使伺服驱动实现电流闭环，可以这样说，电流信号采样是伺服控制系统硬件的一个重要模块，也是一大难点。常规电流采样电路设计如今，大多数伺服驱动使用采样电阻和线性光耦搭建的一路电流采样电路，如图1所示。其中，rsense是功率型采样电阻，mc34081为运算放大器，78l05为三端稳压电源。hcpl-7840为线性光耦，其2,3引脚为信号输入端，6,7引脚为信号输出端，在输入端输出端供电电压均为5v的情况下，当2,3引脚输入的差值电压变化时，6,7引脚的输出信号将随着输入信号分别进行递增和递减的线性变化。由图1 所示可知，当伺服电机正常工作时，将采集通过绕组的电流信号转变为采集采样电阻两端电压值，并将该电压值通过线性光耦进行隔离放大，再经过运算放大器，a/d转换送给dsp进行数据分析，进而实现电流环闭环控制。在实际实验过程中，由于伺服电机等外界条件干扰，dsp所接收到的电流采样信号会有相 对较大程度的干扰，故必须在电路中增加相应的滤波措施。新型电流采样电路设计采用采样电阻和线性光耦搭建的采样电路均为模拟电路，很容易受到外界的干扰，在电路调试过程中，滤除杂波尤为繁琐。为使得电流采样信号更精确，使电流环闭环效果更好，我们又设计了一种采用高压线性电流传感器ir2175来实现电流采样的方案，并做对比实验。芯片概述ir2175是ir公司专为交流或直流无刷电机的驱动应用而设计的高压线性电流传感器，它内置电流检测和保护电路，可通过串联在绕组回路的采样电阻来进行电流采样，并且该芯片能自动

智能多通道电压电流采集器

智能多通道电压电流采集器 使用说明书 一、概述 YK-DCD系列智能多通道电压电流采集器采用微处理器进行控制运算，可以满足直流DC5A以内的电流直接测量，电压DC500V以内的测量。配合不同的量程的分流器/分压器可满足各种测量量程的要求，配上显示器可对电压电流进行高精度的显示、控制及变送输出，配有RS485/RS232通讯模块，可以与计算机、PLC、触摸屏、显示屏等配套显示使用，构成一个完美的测控系统。 本产品多应用在新能源、高铁、太阳能、电动汽车的测试等新行业，新科研领越。产品精度高，低温环境适应强，每通道采集单独隔离，抗干扰性能强。 主要特点： ●采用当今先进的ATMEL单片微机作主机，减少了外围部件，提高了可靠性。 ●集多种输入型号、输出方式于一机。 ●采用WATCHDOG电路、软件陷阱与冗余、掉电保护、数字滤波等技术，注重现场容错能力，使整机具有很强的抗干扰能力。 二、主要技术指标： 基本误差：0.2％FS±1个字 分辨力：0.01 显示：液晶屏显示

输入信号：DC0-75mV 变送输出：4～20mA（负载电阻≤500Ω）、0～10mA（负载电阻≤1000Ω）1～5V、0～5V（负载电阻≥200KΩ） 通讯输出：接口方式——隔离串行双向通讯接口RS485/RS422/RS232/Modem 波特率——9600bps内部自由设定 电源：开关电源 85～265VAC 功耗：4W 环境温度：0～50℃ 环境湿度：<85％RH 尺寸：深445mm×宽400mm×高300mm 三、选型：

四、通讯说明

本仪表可另配RS232、RS485接口，直接与计算机通讯，RS485标准通讯距离1.5km，可以挂接多个仪表。RS232标准通讯距离15m，只能挂接一个仪表。RS232接口的TXD、RXD、GND分别接计算机串口的第2、3、5管脚。数据格式为1个起始位﹑8个数据位﹑无校验﹑1个停止位。为避免通讯冲突，仪表都处于侦听方式。计算机按规定地址向某一仪表发出一个命令，然后等待一段时间，等候仪表回答，仪表收到正确命令后再发送出数据。发送结束后仪表又处于侦听方式。同一系统中，仪表地址不能相同，波特率要一致。 仪表采用标准Modbus-rtu通讯协议，在使用组态软件时，须选用的设备为modicon(莫迪康)的PLC，Modbus-RTU地址型，数据为整型16位，使用组态王寄存器从4001或4000开始，别的组态软件有可能是从3001或3000开始。通讯为整数，需用户根据实际情况处理小数点位数。通讯传输数据为有符号的整型数据，用户编程建议定义有符号的整型数据即可。当数据大于0X8000时，数据取反加1即为负数的实际数值，例如通讯传输数据为0XFFFF，对应数据值为-1。对于长整型数据如累积量等，数据值=高位×65536+低位。组态时用户也可以选择数据类型为长整型（long），系统自动计算出累积量。 寄存器对应表(对应的具体含义请参见操作说明的设置部分)

采样调理电路

采样调理电路 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

3.4 A/D采样电路及信号调理电路 对连续信号) x,按一定的时间间隔s T抽取相应的瞬时值（即通常所说的离散化），这个过程 (t 称为采样。) x，简称为采样信号。 (s x经过采样后转换为时间上离散的模拟信号) (t s nT 本系统中采集的模拟量主要是交流电压/电流（计算功率用）、整流输出直流电压/电流（用作脉冲调整）等交流量和直流量，此外加调理电路的作用是把采样信号进行硬件上的定标，变成DSP的A/D口可以识别的0~3.3V电平以内的信号。 3.4.1互感器电路原理及选型 图3.9电压互感器原理图 如图3.9，电流型电压互感器采用星格SPT204A（2mA/2mA）,R1是熔断电阻防止电流过大烧坏互感器，R2为限流电阻将电压信号转化为2mA电流信号，R3为压敏电阻起过电压保护作用，二次侧输出为2mA电流信号送至采样模块。 图3.10电流互感器原理图 如图3.10，电流互感器采用互感器采用星格SCT254AZ，将一次侧5A交流输入转化为2.5mA 输出送至采样板。 3.4.2交流电压/电流采样电路 交流电压/电流采样电流采样信号来自同步变压器经霍尔电压/电流传感器的电压电流源。 为了更清楚的阐述采样电路的工作原理，首先需对电路中的重要器件LM358作简要说明：LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。 （1）交流电压采样电路整流器的输入是三相三线制，无中线，交流电压采集的是经过电流型电压互感器后的交流电流信号,以A相采样电路为例，如下图所示，输入电压经过放大电路电压跟随之后，叠加+1.5V的直流量，确保正弦电压的负半周上移到DSP能处理的单极性电压信号+3.3V 电压范围之内： 图3.11交流采样电路

对2812进行交流电流和电压采样程序

//#################################################################### //*文件名：Dsp2812_adc_test.c //*功能：对2812进行交流电流和电压采样 //#################################################################### // 说明：ADC时钟频率：12.5MHz， // 采样频率：6000Hz(0.1667ms) // 级联顺序采样模式，采样2路，ADCINA0-电流，ADCINA1=电压；// 采样窗口为16个ADCCLK // 启动方式：EV A //################################################################## #include "Dsp281x_device.h" #include "Dsp281x_Examples.h" #include "math.h" void ADC_init(void); void EV A_init(void); void convert(void); void display_init(void); void display(Uint16 j); void processv(void); void processi(void); void sequence(float v[],int p); float v[120]={0}; //用于存放ADC转换的电压结果 float i[120]; //用于存放ADC转换的电流结果 int adclo; float ve; //存放电压有效值 float ie; //存放电流有效值 int m=0; int n=0; void main() { InitSysCtrl(); //高速时钟HSPCLK=75MHz DINT; InitPieCtrl(); //允许PIE中的ADC采样中断 IER=0x0000; IFR=0x0000; InitPieV ectTable(); EALLOW; GpioMuxRegs.GPAMUX.bit.PWM1_GPIOA0=0; //跳闸

变频器中几种典型的在线电压电流检测方案设计样本

摘要: 准确地在线测量直流母线电压、电流及输出的三相电流信号, 是设计高性能变频器产品的必备条件之一, 本文经过对电压、电流检测方案比较、分析, 提供了设计变频器中具有很好参考价值的几种实用电路, 并给出了相应的实验结果。 1. 前言 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置, 其最主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性。简单地说变频器是经过改变电机输入电压的频率来改变电机转速的。从电机的转速公式能够看出, 调节电机输入电压的频率f, 即可改变电机的转速n。当前几乎所有的低压变频器均采用图1所示主电路拓扑结构。 部分1为整流器, 作用是把交流电变为直流电, 部分2为无功缓冲直流环节, 在此部分能够采用电容作为缓冲元件, 也可用电感作为缓冲元件。部分3是逆变器部分, 作用是把直流电变为频率可调整的三相交流电。中间环节采用电容器的这种变频器称之为交直交电压型变频器, 这种方式是当前通用型变频器广泛应用的主回路拓扑。本文将重点讨论这种结构在电压、电流检测设计中应注意的一些问题。变频器在运行过程中为什么要对电压、电流进行检测呢? 这就需要从电机的结构和控制特性上说起: ①三相异步电动机的转矩是由电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的, 在额定频率下, 如果电压一定而只降低频率, 那么磁通就过大, 磁回路

饱和, 严重时将烧毁电机。因此, 频率与电压要成比例地改变, 即改变频率的同时控制变频器输出电压, 使电动机的磁通保持一定, 避免弱磁和磁饱和现象的产生。 ②变频器运行中, 过载起动电流为额定电流的1.2~1.5倍; 过流保护为额定电流的2.4~3倍( 根据不同性质的负载要求选择不同的过流保护点) ; 另外还有电流闭环无跳闸、失速防止等功能都与变频器运行过程中的电流有关。 ③为了改进变频器的输出特性, 需要对变频器进行死区补偿, 几种常见的死区补偿方法均需检测输出电流。 ④电动机在运转中如果降低指令频率过快, 则电动状态将变为发电状态运行, 再生出来的能量贮积在变频器的直流电容器中, 由于电容器的容量和耐压的关系, 就需要对电压进行及时、准确地检测, 给变频器提供准确、可靠的信息, 使变频器在过压时进行及时、有效的保护处理。同时变频器上电过程、下电过程都需要判断当前直流母线电压的状态来判断程序下一步的动作。 鉴于电压、电流检测的重要性, 在变频器设计中采用对电压、电流进行准确、有效检测的方法是十分必要的。 2.在线测量电压的几种方案设计 变频器的过电压或欠电压集中表现在直流母线的电压值上。正常情况下, 变频器直流电压为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算, 则平均直流电压。在过电压发生时, 直流母线的储能电容将被充电, 主电路内的逆变器件、整流器件以及滤波电容等都可能受到损害, 当电压上升至约800V左右时, 变频器过电压保护功能动作; 另外变频器发生欠压时( 350V左右) 也不能正常工作。对变频器而言, 有一个正常的工作电压范围, 当电压超过或低于这个范围时均可能损坏变频器, 因此, 必须在线检测母线电压, 常见的电压检测方案有三种。 1)变压器方案 图2中, P为直流母线电压正( +) , N为直流母线电压负( -) 。