專利名稱：交流信號(hào)的定點(diǎn)峰值采樣控制器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種交流信號(hào)的定點(diǎn)峰值采樣控制電路。
背景技術(shù)：
目前交流信號(hào)的采樣辦法很多，但目前的交流信號(hào)的采樣器，抗強(qiáng)干擾能力不強(qiáng)， 不能適應(yīng)快速變化量，得到數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，反應(yīng)不靈敏。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種交流信號(hào)的定點(diǎn)峰值采樣控制器電路。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)的一種交流信號(hào)的定點(diǎn)峰值采樣控制器 電路，由交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)成峰值直流信號(hào)電路，正向過(guò)零電路和STC12LE5412AD單片機(jī)電 路組成；A).交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)成峰值直流信號(hào)電路的連接關(guān)系是線性電流傳感器Tl的1， 2腳接要采集的電流信號(hào)，在3，4腳輸出，4腳接電源負(fù)極D1，3腳輸出分兩路，一路經(jīng)電阻 R7到電源負(fù)極Dl ；—路接電阻R8限流，電阻R8輸出后分兩路，一路經(jīng)電容C6到電源負(fù)極 D1，一路接可變電阻器VR1，VR1另端接電阻R9到電源負(fù)極D1，從可變電阻器VRl中心頭輸 出分三路，一路經(jīng)電容C7電容到電源負(fù)極Dl，一路經(jīng)二極管D2到電源負(fù)極Dl，一路接運(yùn)放 U3A的3腳做輸入，運(yùn)放U3A的8腳接電源+5V，運(yùn)放U3A的4腳接電源負(fù)極Dl，運(yùn)放U3A的 2腳分兩路，一路經(jīng)電阻RlO接電源負(fù)極Dl，一路經(jīng)電阻Rll到電阻R12，電阻R12另端接運(yùn) 放U3A的1腳輸出端，電阻R10，電阻R11，電阻R12 —起構(gòu)成運(yùn)放倍數(shù)控制，運(yùn)放U3A的1 腳經(jīng)二極管D3分三路輸出，一路經(jīng)電阻R13到電源負(fù)極Dl，一路經(jīng)電容C8到電源負(fù)極Dl， 一路接 STC12LE5412AD 單片機(jī)的 PI. 0/ADC0 腳；B).正向過(guò)零電路連接關(guān)系是兩芯插頭Xl的1腳接電阻R2做限流，電阻R2輸出 后分兩路，一路經(jīng)穩(wěn)壓管Zl接到穩(wěn)壓管Z2，穩(wěn)壓管Z2另一端接光電偶合器U2的2腳及經(jīng) 電阻R3接到兩芯插頭Xl的2腳，電阻R2輸出后另一路經(jīng)電阻R4接到光電偶合器U2的1 腳，構(gòu)成交流信號(hào)輸入回路，光電耦合起器U2的4腳經(jīng)電阻R5接到電源+3. 3V上，光電耦 合起器U2的3腳分兩路輸出，一路經(jīng)電阻R6到電源負(fù)極Dl，一路接三極管附的B極，三極 管的E極接電源負(fù)極D1，三極管附的C極接STC12LE5412AD單片機(jī)的I NT1/P3. 3中斷腳 輸入腳；C). STC12LE5412AD 單片機(jī)電路STC12LE5412AD 單片機(jī) VCC 接電源正端 +3. 3V， GND腳接電源負(fù)極D1，在STC12LE5412AD單片機(jī)電源正負(fù)兩端并聯(lián)了電容C4，電容C5， STC12LE5412AD單片機(jī)的XTAL2腳分兩路接出，一路經(jīng)電容C2到電源負(fù)極Dl，一路接晶振 CRl 一端，晶振CRl另一端分兩路，一路接STC12LE5412AD單片機(jī)的XTALl腳，一路經(jīng)電容 C3到電源負(fù)極Dl，STC12LE5412AD單片機(jī)的RESET腳分三路接出，一路經(jīng)電容Cl到電源 +3. 3V，一路經(jīng)二極管Dl到電源負(fù)極D1，一路經(jīng)電阻Rl到電源負(fù)極D1。本實(shí)用新型具有如下的有益效果，可以抗強(qiáng)干擾，能適應(yīng)快速變化的交流信號(hào)，顯示穩(wěn)定，反應(yīng)靈敏，電路簡(jiǎn)單，并且實(shí)現(xiàn)起來(lái)很方便，對(duì)環(huán)境及配置要求極低，可以使用在電 力開(kāi)關(guān)上的漏電速斷上，能很容易做到< 30MS跳閘，從而有效的保證了人身的安全。還可 以使用做電力開(kāi)關(guān)的大電流速斷上，有效保護(hù)主觸點(diǎn)不在大電流時(shí)粘連，增加了設(shè)備壽命。

圖1是本實(shí)用新型的電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種交流信號(hào)的定點(diǎn)峰值采樣控制器電路，其特征在于由交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)成峰值直流信號(hào)電路，正向過(guò)零電路和STC12LE5412AD單片機(jī)電路組成；A).交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)成峰值直流信號(hào)電路的連接關(guān)系是線性電流傳感器Tl的1， 2腳接要采集的電流信號(hào)，在3，4腳輸出，4腳為電源負(fù)極Dl，3腳輸出分兩路，一路經(jīng)電阻 R7到電源負(fù)極Dl ；電阻R7用于大電流干擾信號(hào)分流及優(yōu)化傳感器線性；一路接電阻R8限 流，電阻R8輸出后分兩路，一路經(jīng)電容C6到電源負(fù)極D1，一路接可變電阻器VR1，VR1另端 接電阻R9到電源負(fù)極D1，電阻R8、可變電阻器VR1、電阻R9是組成分壓電路；從可變電阻器 VRl中心頭輸出分三路，一路經(jīng)電容C7電容到電源負(fù)極D1，進(jìn)一步將干擾信號(hào)濾除；一路經(jīng) 二極管D2到電源負(fù)極Dl將負(fù)波信號(hào)短路同時(shí)可以保護(hù)運(yùn)放不被反向擊穿，一路接運(yùn)放U3A 的3腳做處理后的正波輸入，運(yùn)放U3A的8腳接電源+5V，運(yùn)放U 3A的4腳接電源負(fù)極Dl， 運(yùn)放U3A的2腳分兩路，一路經(jīng)電阻RlO接電源負(fù)極Dl，一路經(jīng)電阻Rll到電阻R12，電阻 R12另端接運(yùn)放U3A的1腳輸出端，電阻R10，電阻Rll，電阻R12 —起構(gòu)成運(yùn)放倍數(shù)控制，運(yùn) 放U3A的1腳經(jīng)二極管D3分三路輸出，一路經(jīng)電阻R13到電源負(fù)極Dl，電阻R13是關(guān)鍵的 放電元件決定著放電速度，一路經(jīng)電容C8到電源負(fù)極D1，電容C8是關(guān)鍵的充電元件決定 著充電速度，一路接STC12LE5412AD單片機(jī)的PI. 0/ADC0腳；其中二極管D3，電阻R13，電容 C8是峰值采樣保持的關(guān)鍵元件，信號(hào)到此已經(jīng)變成了平滑的直流了。B).正向過(guò)零電路連接關(guān)系是兩芯插頭Xl的1腳接電阻R2做限流，電阻R2輸 出后分兩路，一路經(jīng)穩(wěn)壓管Zl接到穩(wěn)壓管Z2，作用是限制輸入的信號(hào)電壓幅度，穩(wěn)壓管Z2 另一端接光電偶合器U2的2腳及經(jīng)電阻R3接到兩芯插頭Xl的2腳，電阻R2輸出后另一 路經(jīng)電阻R4接到光電偶合器U2的1腳，構(gòu)成交流信號(hào)輸入回路，光電耦合起器U2的4腳 經(jīng)電阻R5接到電源+3. 3V上做上拉，光電耦合起器U2的3腳分兩路輸出，一路經(jīng)電阻R6 到電源負(fù)極Dl為放電抗干擾電阻，一路接三極管m的B極，三極管m的E極接電源負(fù)極 Dl，三極管m的C極接STC12LE5412AD單片機(jī)的INT1/P3. 3中斷輸入腳；當(dāng)此腳由高電位 變?yōu)榈碗娢粫r(shí)，正是Xl交流輸入信號(hào)的正向過(guò)零時(shí)刻。C). STC12LE5412AD 單片機(jī)電路STC12LE5412AD 單片機(jī) VCC 接電源正端 +3. 3V, GND腳接電源負(fù)極D1，在STC12LE5412AD單片機(jī)電源正負(fù)兩端并聯(lián)了電容C4，電容C5做為 濾波，STC12LE5412AD單片機(jī)的XTAL2腳分兩路接出，一路經(jīng)電容C2到電源負(fù)極D1，一路接 晶振CRl —端，晶振CRl另一端分兩路，一路接STC12LE5412AD單片機(jī)的XTALl腳，一路經(jīng)電 容C3到電源負(fù)極Dl，STC12LE5412AD單片機(jī)的RESET腳分三路接出，一路經(jīng)電容Cl到電源 +3. 3V，一路經(jīng)二極管Dl到電源負(fù)極Dl，一路經(jīng)電阻Rl到電源負(fù)極Dl構(gòu)成STC12LE5412AD 單片機(jī)的復(fù)位電路。[0014]本實(shí)用新型工作原理簡(jiǎn)述如下 線性電流傳感器Tl負(fù)責(zé)將交流電流信號(hào)變換成交流電壓信號(hào)，電阻R7用于改善 線性關(guān)系，電阻R8，可變電阻VR1，電阻R9 —起組成電壓分壓回路，可變電阻VRl可以調(diào)節(jié) 輸出電壓的高低，用于數(shù)據(jù)校準(zhǔn)。電容C6，電容C7抗干擾，二極管D2用于負(fù)波短路，保護(hù) 運(yùn)放U3，及防止反向波形信號(hào)被放大成無(wú)效極值，運(yùn)放U3和電阻Rl 1，電阻R12，電阻R10， 一起構(gòu)成信號(hào)放大電路，二極管D3，電阻R13，電容C8構(gòu)成峰值信號(hào)保持電路，能將交流電 信號(hào)的峰值保持下來(lái)，成為比較平穩(wěn)的直流信號(hào)。這個(gè)信號(hào)可以直接進(jìn)入STC12LE5412AD 單片機(jī)的P1.0/ADC0入口，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集了。如果不加其他電路，則上述電路已經(jīng)構(gòu)成了傳 統(tǒng)的峰值采樣電路了，只不過(guò)這時(shí)的峰值采樣電路缺點(diǎn)是不適合快速采集的需要，其中電 阻R13是放電電阻，電容C8是充電電容，若無(wú)電阻R13放電則電容C8充電速度很快，放電 很慢，只能適應(yīng)于直流采樣；若電阻R13電阻小則，電路紋波大，得到的數(shù)據(jù)會(huì)高低變化，不 穩(wěn)定，若電阻R13大則電壓消失時(shí)，下降緩慢，不能實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的高低實(shí)時(shí)變化。因此雖 然上述電路抗干擾等效果好，程序采集簡(jiǎn)單，但確實(shí)難于完美的將輸入信號(hào)及時(shí)有效的反 應(yīng)出來(lái)，為此添加了交流電的一個(gè)正向過(guò)零電路，將一路常有交流電壓信號(hào)從Xl輸入，經(jīng) 過(guò)電阻R2，電阻R 3，電阻R4，光電偶合器U2，構(gòu)成電流回路，穩(wěn)壓管Z1，穩(wěn)壓管Z2.為限制 電壓保護(hù)，輸入信號(hào)通過(guò)，光電偶合器U2，隔離后輸出給三極管m基極，有三極管m的反 相后接入到STC12LE5412AD單片機(jī)的INT腳，可以供查詢和中斷，作用是，一個(gè)時(shí)刻有的交 流電壓信號(hào)輸入此電路，當(dāng)此信號(hào)正向過(guò)零時(shí)，我們用STC12LE5412AD單片機(jī)來(lái)查詢或中 斷方式，進(jìn)入P1.0/ADC0入口數(shù)據(jù)采集的循環(huán)中，迅速將P1.0/ADC 0入口數(shù)據(jù)都采集到， 由于是峰值采樣，是直流量所以，PL 0/ADC0入口采1-2個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)就可，因此采集的循環(huán)時(shí) 間極快，程序也極為簡(jiǎn)單，另外由于各類(lèi)需采電量信號(hào)融合在一個(gè)電網(wǎng)中，可以認(rèn)為周期相 同，那么我們只要以常有信號(hào)的一路的正向過(guò)零信號(hào)做為定點(diǎn)即可，使用程序查詢辦法，順 序采樣PI. 0/ADC0入口上的數(shù)據(jù)，即可保證使每一路信號(hào)每次都采集到其相應(yīng)周期上的同 一位置點(diǎn)，這就是定點(diǎn)峰值采樣的原理，即便二極管D3，電阻R13，電容C8，由于元件配合不 佳，而產(chǎn)生紋波大，也能使采集的結(jié)果十分穩(wěn)定，不會(huì)有波動(dòng)現(xiàn)象?；谶@點(diǎn)可以根據(jù)需要， 對(duì)需要快速反應(yīng)的信號(hào)，我們可以將二極管D3，電阻R13，電容C8電路，設(shè)計(jì)出放電快些，有 點(diǎn)紋波，而達(dá)到快速反應(yīng)的需要，此方案控制器經(jīng)過(guò)多種產(chǎn)品上采用，可以極快速的反應(yīng)， 從數(shù)據(jù)采集到輸出跳閘數(shù)據(jù)的電秒表結(jié)果來(lái)看，可以達(dá)到10MS-20MS，超快速反應(yīng)，并且顯 示穩(wěn)定，抗干擾效果好。可以使用在電力開(kāi)關(guān)上的漏電速斷上，能很容易做到< 30MS跳閘， 從而有效的保證了人身的安全。還可以使用做電力開(kāi)關(guān)的大電流速斷上，有效保護(hù)主觸點(diǎn) 不在大電流時(shí)粘連，增加了設(shè)備壽命。
權(quán)利要求一種交流信號(hào)的定點(diǎn)峰值采樣控制器電路，其特征在于由交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)成峰值直流信號(hào)電路，正向過(guò)零電路和STC12LE5412AD單片機(jī)電路組成；A).交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)成峰值直流信號(hào)電路的連接關(guān)系是線性電流傳感器T1的1，2腳接要采集的電流信號(hào)，在3，4腳輸出，4腳接電源負(fù)極D1，3腳輸出分兩路，一路經(jīng)電阻R7到電源負(fù)極D1；一路接電阻R8限流，電阻R8輸出后分兩路，一路經(jīng)電容C6到電源負(fù)極D1，一路接可變電阻器VR1，VR1另端接電阻R9到電源負(fù)極D1，從可變電阻器VR1中心頭輸出分三路，一路經(jīng)電容C7到電源負(fù)極D1，一路經(jīng)二極管D2到電源負(fù)極D1，一路接運(yùn)放U3A的3腳做輸入，運(yùn)放U3A的8腳接電源+5V，運(yùn)放U3A的4腳接電源負(fù)極D1，運(yùn)放U3A的2腳分兩路，一路經(jīng)電阻R10接電源負(fù)極D1，一路經(jīng)電阻R11到電阻R12，電阻R12另端接運(yùn)放U3A的1腳輸出端，電阻R10，電阻R11，電阻R12一起構(gòu)成運(yùn)放倍數(shù)控制，運(yùn)放U3A的1腳經(jīng)二極管D3分三路輸出，一路經(jīng)電阻R13到電源負(fù)極D1，一路經(jīng)電容C8到電源負(fù)極D1，一路接STC12LE5412AD單片機(jī)的P1.0/ADC0腳；B).正向過(guò)零電路連接關(guān)系是兩芯插頭X1的1腳接電阻R2做限流，電阻R2輸出后分兩路，一路經(jīng)穩(wěn)壓管Z1接到穩(wěn)壓管Z2，穩(wěn)壓管Z2另一端接光電偶合器U2的2腳及經(jīng)電阻R3接到兩芯插頭X1的2腳，電阻R2輸出后另一路經(jīng)電阻R4接到光電偶合器U2的1腳，構(gòu)成交流信號(hào)輸入回路，光電耦合起器U2的4腳經(jīng)電阻R5接到電源+3.3V上，光電耦合起器U2的3腳分兩路輸出，一路經(jīng)電阻R6到電源負(fù)極D1，一路接三極管N1的B極，三極管的E極接電源負(fù)極D1，三極管N1的C極接STC12LE5412AD單片機(jī)的INT1/P3.3中斷輸入腳；C).STC12LE5412AD單片機(jī)電路連接關(guān)系是STC12LE5412AD單片機(jī)VCC腳接電源正端+3.3V，GND腳接電源負(fù)極D1，在STC12LE5412AD單片機(jī)VCC腳和GND腳兩端并聯(lián)了電容C4，電容C5，STC12LE5412AD單片機(jī)的XTAL2腳分兩路接出，一路經(jīng)電容C2到電源負(fù)極D1，一路接晶振CR1一端，晶振CR1另一端分兩路，一路接STC12LE5412AD單片機(jī)的XTAL1腳，一路經(jīng)電容C3到電源負(fù)極D1，STC12LE5412AD單片機(jī)的RESET腳分三路接出，一路經(jīng)電容C1到電源+3.3V，一路經(jīng)二極管D1到電源負(fù)極D1，一路經(jīng)電阻R1到電源負(fù)極D1。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種交流信號(hào)的定點(diǎn)峰值采樣控制器電路，由交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)成峰值直流信號(hào)電路，正向過(guò)零電路和STC12LE5412AD單片機(jī)電路組成；本實(shí)用新型具有如下的有益效果，可以抗強(qiáng)干擾，能適應(yīng)快速變化的交流信號(hào)，顯示穩(wěn)定，反應(yīng)靈敏，電路簡(jiǎn)單，并且實(shí)現(xiàn)起來(lái)很方便，對(duì)環(huán)境及配置要求極低，可以使用在電力開(kāi)關(guān)上的漏電速斷上，能很容易做到＜30MS跳閘，從而有效的保證了人身的安全。還可以使用做電力開(kāi)關(guān)的大電流速斷上，有效保護(hù)主觸點(diǎn)不在大電流時(shí)粘連，增加了設(shè)備壽命。
文檔編號(hào)H02M7/04GK201639496SQ20102016129
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者李建湘, 陳紅志 申請(qǐng)人:李建湘