阅读说明：本技术 用于无源二次回路检查表的宽电压范围自动换档电路 (Wide voltage range automatic gear shifting circuit for passive secondary loop checking meter ) 是由 曹磊 杨盛德 白福庆 于 2020-12-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了用于无源二次回路检查表的宽电压范围自动换档电路,包括电阻分压电路、档位切换驱动电路和模数转换电路,电阻分压电路的一侧与档位切换驱动电路电性连接,档位切换驱动电路的一侧与模数转换电路电性连接,电阻分压电路接收电压信号并产生各相应比例的电压值,施加到档位切换驱动电路的各个光电耦合器PhotoMos的场效应管侧,微控制器/数字信号处理器预选通一个最大档位,然后根据读取到的模数转换电路转换的结果计算出目标档位。本发明采用执行器为光电耦合器PhotoMOS,执行速度快,可靠性高,可以根据需要配置档位数量而不影响切换速度,从而扩展/减小电压的动态输入范围,采用软件方式实现自动换档,可以实现大动态范围的电压精确检测计算。(The invention discloses a wide-voltage-range automatic gear shifting circuit for a passive secondary loop check meter, which comprises a resistance voltage dividing circuit, a gear switching driving circuit and an analog-to-digital conversion circuit, wherein one side of the resistance voltage dividing circuit is electrically connected with the gear switching driving circuit, one side of the gear switching driving circuit is electrically connected with the analog-to-digital conversion circuit, the resistance voltage dividing circuit receives a voltage signal and generates voltage values of corresponding proportions, the voltage values are applied to the field effect tube side of each photoelectric coupler PhotoMos of the gear switching driving circuit, a microcontroller/digital signal processor preselects a maximum gear, and then a target gear is calculated according to the read conversion result of the analog-to-digital conversion circuit. The invention adopts the photoelectric coupler PhotoMOS as the actuator, has high execution speed and high reliability, can configure the number of gears according to the requirement without influencing the switching speed, thereby expanding/reducing the dynamic input range of the voltage, realizes automatic gear shifting by adopting a software mode, and can realize the accurate detection and calculation of the voltage with large dynamic range.)

用于无源二次回路检查表的宽电压范围自动换档电路

技术领域

本发明涉及电测技术领域，特别涉及用于无源二次回路检查表的宽电压范围自动换档电路。

背景技术

在电测系统中，传统的电压检测采用电压互感器，根据输入信号的幅值切换一次或二次抽头，以适应系统当中的模数转换器ADC的最优输入范围，该类电压互感器体积较大、动态输入范围小，随环境温度变化较大，随着技术的发展，出现了采用多个精密电阻分压，根据输入信号的变化范围，采用模拟开关或者继电器切换接近模数转换器ADC输入满度的信号的技术方案，但模拟开关的输入电压范围窄，意味着动态输入范围小，而使用继电器将会占用更大的空间。

因而，以上两种方案不是动态范围输入小就是体积太大，其中继电器切换档位还存在速度慢的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供用于无源二次回路检查表的宽电压范围自动换档电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于无源二次回路检查表的宽电压范围自动换档电路，包括电阻分压电路、档位切换驱动电路和模数转换电路，所述电阻分压电路的一侧与档位切换驱动电路电性连接，所述档位切换驱动电路的一侧与模数转换电路电性连接。

优选的，具体操作步骤如下：

S1：电阻分压电路接收电压信号并产生各相应比例的电压值，施加到档位切换驱动电路的各个光电耦合器PhotoMos的场效应管侧，微控制器/数字信号处理器预选通一个最大档位，然后根据读取到的模数转换电路转换的结果计算出目标档位，并选通对应的档位；

S2：档位切换电路可分为档位切换驱动和微控制器/数字信号处理器部分，其中UDA~UDAN分别接入A相各个分压电阻的信号，这里N的取值依赖于档位的数量，微控制器/数字信号处理器用于为切换档位提供控制信号；

S3：模数转换电路的模数转换电路芯片可提供6路伪差分信号输入，并可同步采样，数据经由SPI总线传输给微控制器/数字信号处理器进行运算处理。

优选的，所述电阻分压电路接收交流电压信号，在各个电阻产生相应比例的电压。

本发明的技术效果和优点：

（1）电阻分压电路根据电压输入范围、档位数量N将输入电压信号转换为N组电压信号,确保各个档位电压的额定电压接近模数转换器模数转换电路的满量程，模数转换电路将输入的模拟电压信号转换为数字信号，并将转换的值传递给微控制器/数字信号处理器，换档控制及驱动电路由微控制器/数字信号处理器及MOS输出光电耦合器PhotoMOS组成，微控制器/数字信号处理器根据模数转换电路传递来的数据进行分析，如果达到满度值则直接驱动PhotoMOS至最大档，再次根据最大档位时读取的模数转换电路数据判定应当切换到适合的档位，并驱动PhotoMOS进行切换，三相四线三相三线接线方式切换电路用于切换到适合的被测对象；

（2）采用执行器为光电耦合器PhotoMOS，执行速度快，可靠性高，可以根据需要配置档位数量而不影响切换速度，从而扩展/减小电压的动态输入范围，采用软件方式实现自动换档，可以实现大动态范围的电压精确检测计算。

附图说明

图1为本发明宽电压范围自动换档检测电路的

具体实施方式

结构框图。

图2 为本发明电阻分压电路的电路图。

图3 为本发明换档控制驱动电路的电路图。

图4 为本发明模数转换电路的电路图。

图中：1、电阻分压电路；2、档位切换驱动电路；201、档位切换驱动；202、微控制器/数字信号处理器；3、模数转换电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-4所示的用于无源二次回路检查表的宽电压范围自动换档电路，

实施例：

包括电阻分压电路1、档位切换驱动电路2和模数转换电路3，电阻分压电路1的一侧与档位切换驱动电路2电性连接，档位切换驱动电路2的一侧与模数转换电路3电性连接；

电阻分压电路1接收电压信号并产生各相应比例的电压值，施加到档位切换驱动电路2的各个光电耦合器PhotoMos的场效应管侧，微控制器/数字信号处理器202预选通一个最大档位，然后根据读取到的模数转换电路3转换的结果计算出目标档位，并选通对应的档位；

电阻分压电路1接收交流电压信号，在各个电阻产生相应比例的电压，如在电阻R100上分得的电压为，在电阻R101上分得的电压为，以此类推，在第X电阻上产生的电压为，这里分压电阻的数量及相应的阻值需根据选用的模数转换电路3的输入范围及动态技术指标来确定；

档位切换电路2可分为档位切换驱动201和微控制器/数字信号处理器202部分，其中UDA0~UDAN分别接入A相各个分压电阻的信号，这里N的取值依赖于档位的数量，微控制器/数字信号处理器202用于为切换档位提供控制信号；

模数转换电路3的模数转换电路芯片可提供6路伪差分信号输入，并可同步采样，数据经由SPI总线传输给微控制器/数字信号处理器202进行运算处理。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。