一种电压差分采样电路参数的检测电路的制作方法

本实用新型属于智能电表集成电路技术领域，尤其涉及一种电压差分采样电路参数的检测电路。

背景技术：

在智能电表领域，计算精度和可靠性至关重要，而这直接受电压和电流检测的影响，电压的检测一般使用分压电路，电流检测一般使用锰铜、电流互感器等。在实际应用中，受环境因素影响，比如温度、大电流、电磁场等，容易使分压电路的参数发生改变，造成电压测量出现误差。

图1提出了现有技术中第一种含有基准电压源的具有在线监控功能的电压检测电路，该方法的主要思路是在分压回路R1下方串联一个与电网电压不同频的基准电压源Vref，电网电压和Vref共同叠加在R0和R1之上，模数转换模块将分压回路的输出电压Vo转换成数字信号输入到信号处理模块，信号处理模块将电网电压和Vref的信号分别抽取出来，最终确定电网电压的大小，并且通过分析Vo中包含的Vref的信号特征来实时监控分压回路的参数是否发生了变化，以做进一步处理。

图2提出了现有技术中第二种含有基准电压源的具有在线监控功能的电压检测电路，该装置包含分压电路、开关和基准电流源、模数转换模块、信号处理模块。其中分压电路由R0、R1和C1组成，R1和C1并联，然后与R0串联，耦合到电网。基准电流源在R0和R1的连接点通过开关接入，模数转换模块将R1两端的电压转化成数字量输入到信号处理模块。

上述的两种现有技术方案，采样电路均采用单端输出的方式，对共模干扰基本没有抑制能力，将导致计量出现误差，因此实时监控分压电路的参数，保证计量精度在允许的范围成了如今迫切需要解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种电压差分采样电路参数的检测电路。

具体技术方案如下：

一差分采样电路，所述差分采样电路的输入端与一电网的零线连接；

一模数转换模块，所述模数转换模块的第一输入端与所述模数转换模块的第二输入端分别与所述差分采样电路的第一输出端与所述差分采样电路的第二输出端连接；

一信号处理模块，所述信号处理模块的输入端与所述模数转换模块的输出端连接；

一基准电压源，所述基准电压源的第一输出端与所述差分采样电路的第一支点连接。

优选的，所述差分采样电路包含一采集电路与一差分电路。

优选的，所述采集电路包括：

一第一电阻，所述第一电阻与所述电网的零线连接。

优选的，所述差分电路包括：

一第二电阻，所述第二电阻连接于所述第一电阻与所述第一支点之间；

一第三电阻，所述第三电阻连接于所述第一支点与所述模数转换模块的第二输入端之间；

一第一电容，所述第一电容连接于所述第一电阻与接地端之间；

一第二电容，所述第二电容连接于所述第二电阻与接地端之间。

优选的，所述基准电压源的第二输出端与接地端连接。

优选的，所述电网的零线与火线与一负载连接。

优选的，所述电网的频率为50赫兹或60赫兹。

本实用新型的技术方案有益效果在于：提供一种电压差分采样电路参数的检测电路，采样电路部分使用差分电路，采用单端输入、双端输出的方式，能够有效抑制共模干扰，提高计量精度和抗干扰能力；使用基准电压源作为基准，信号处理模块通过检测采样电路上由基准电压源产生的电压信号特征，来确定采样电路的参数是否发生了变化。

附图说明

图1为现有技术中，关于第一种含有基准电压源的具有在线监控功能的电压检测电路图；

图2为现有技术中，关于第二种含有基准电流源的具有在线监控功能的电压检测电路图；

图3为本实用新型的实施例的电压差分采样电路参数的检测电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

一差分采样电路1，差分采样电路1的输入端与一电网的零线N连接；

一模数转换模块2，模数转换模块2的第一输入端20与模数转换模块2的第二输入端21分别与差分采样电路1的第一输出端10与差分采样电路的第二输出端11连接；

一信号处理模块3，信号处理模块3的输入端与模数转换模块2的输出端连接；

一基准电压源4，基准电压源4的第一输出端40与差分采样电路1的第一支点q连接。

通过上述差分采样电路参数的检测电路方案，如图3所示，首先将差分采样电路1的输入端接在电网的零线N上，电网用于给差分采样电路1输入电网电压信号，基准电压源4的第一输出端40连接于差分采样电路1上，用于给差分采样电路1输入基准电压信号，差分采样电路1将采集到的电网电压信号与基准电压信号通过第一输出端10与第二输出端11传输给模数转换模块2，模数转换模块2将电网电压信号与基准电压信号转换为数字信号传输给信号处理模块3；

进一步地，基准电压与电网电压共同叠加在差分采样电路1上，信号处理模块3得到的信号既包含了电网电压信号也包含了基准电压信号，信号处理模块3将收集到的信号中的电网电压频率信号量提取出来以确定电网的电压，将频率为基准电压频率的信号量提取出来，与预设的标准信号进行比较，来确定差分采样电路1的参数是否发生了变化；

进一步地，如果差分采样电路1中存在干扰信号，会对差分采样电路1的第一输出端10与第二输出端11输出的信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，最终达到了抗共模干扰的目的。

在一种较优的实施例中，差分采样电路1包含一采集电路1a与一差分电路1b。

在一种较优的实施例中，所述采集电路1a包括：

一第一电阻R0，第一电阻R0与电网的零线N连接。

在一种较优的实施例中，差分电路1b包括：

一第二电阻R1，第二电阻R1连接于第一电阻R0与第一支点q之间；

一第三电阻R2，第三电阻R2连接于第一支点q与模数转换模块2的第二输入端3之间；

一第一电容C1，第一电容C1连接于第一电阻R0与接地端之间；

一第二电容C2，第二电容C2连接于第二电阻R1与接地端之间。

具体地，如图3所示，差分采样电路1分为采集电路1a和差分电路1b，采集电路1a包含第一电阻R0，第一电阻R0用于采集电网输入的电压信号；第二电阻R1与第三电阻R2串联在差分电路1b中，用于给差分电路1b分压，电网电压和基准电压共同叠加在第二电阻R1与第三电阻R2上；第二电阻R1与第一电容C1并联，第三电阻R2与第二电容C2并联，组成一级低通滤波，让差分采样电路1中的低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱，可以抑制差分采样电路1中的一部分干扰信号；

进一步地，差分采样电路1通过采集电路1a采集电网电压信号，通过差分电路1b将采集到的电压信号分别通过第一输出端10和第二输出端11传输给模数转换模块2，模数转换模块2转换成数字信号输入到信号处理模块3中；

进一步地，信号处理模块3将收集到的信号中的电网电压频率信号量提取出来以确定电网的电压，将频率为基准电压频率的信号量提取出来，与预设的标准信号进行比较，来确定差分采样电路1的参数是否发生了变化。

在一种较优的实施例中，基准电压源的第二输出端41与接地端连接。

在一种较优的实施例中，电网的零线N与火线L与一负载连接。

在一种较优的实施例中，电网的频率为50赫兹或60赫兹。

具体地，如图3所示，若电网电压频率为f0，基准电压频率为f1，f1一定要大于f0且不是f0的整数倍，电网电压频率为50赫兹或者60赫兹；基准电压和电网电压共同叠加在差分采样电路1上，信号处理模块3得到的电压信号既包含了电网电压信号也包含了基准电压信号，信号处理模块3将该电压信号中频率为f0信号量提取出来以确定电网的电压，将频率为f1的信号量提取出来，与预设的标准信号进行比较，来确定差分采样电路1是否发生了变化；

进一步地，如果差分采样电路1中存在干扰信号，会对差分采样电路1的第一输出端10与第二输出端输出的信号11产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，最终达到了抗共模干扰的目的。

本实用新型的技术方案有益效果在于：提供一种电压差分采样电路参数的检测电路，采样电路部分使用差分电路，采用单端输入、双端输出的方式，能够有效抑制共模干扰，提高计量精度和抗干扰能力；使用基准电压源作为基准，信号处理模块通过检测采样电路上由基准电压源产生的电压信号特征，来确定采样电路的参数是否发生了变化。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。