了解电流互感器的老大们都请进来看看

shawn_17 · 发表于 2010-9-20 09:05:17

现在准备用电流互感器CT57-1 10(30)A/4mA，也就是说互感器输入/输出=2500，也收了下坛子里的相关帖子，获取220V上的电流的方法大概都是采用放大整流，然后送AD采样获得平均值。我想说说我的想法，我最初就是想把电流互感器的输出（只有几百mv）经过放大整形后变成直流电压交给单片机的ADC，这样ADC就容易得多。但是这里我发现主要有两个问题：
1. 放大电路采用运放比例放大电路，如下图

(原文件名:运放比例放大电路2.JPG)

当互感器信号小于50mv时，运放就一直输出0.5v左右的电平，这样也就是说出现了底部失真
当互感器信号大于267mv时，运放就出现了顶部失真
因此这样就会带来一个问题，当互感器的输出发生变化，运放的输入和输出呈非线性变化，那么这就带来比例失调，无法根据ADC值来获取真正的互感器输出

2. 假设1中出现的问题得以解决，也就是说运放电路输入和输出呈线性变化
那么到ADC引脚上的电平也是一个半波整流后的电平，那么软件上就需要ADC采取一个周期内波形的最大值，从而计算出有效值，得出电量。因为互感器的输出波形是50HZ的交流信号，也就是周期20ms，由于ADC引脚的电平是半波整流后的波形，因此至少2ms需要做到一次有效的ADC，然后根据20ms内的ADC值来去掉最大值，获取次大值作为波形的实际最大值，这样的话MCU就会变得负载比较重。不知道各位有没有更好的办法，或者说更好的硬件处理方法？

【7楼】 gallle

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可以参考万用表的电路！

思路值得借鉴，正在参考万用表测量电路和测量原理

shawn_17 · 发表于 2010-9-20 09:12:35

另外，我对电流的精度要求不高，只要精度能接受就可以

our_avr · 发表于 2010-9-20 09:14:35

采用双电源供电就可以了

shawn_17 · 发表于 2010-9-20 09:25:04

【2楼】 our_avr

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采用双电源供电就可以了

目前板上只有3.3V供电
另外，刚才我加双电源试了下，还是会有顶部和底部失真

shawn_17 · 发表于 2010-9-20 10:12:45

沉的真快啊

wangqh1983 · 发表于 2010-9-20 11:06:43

回复【3楼】shawn_17
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那是饱和了。

huayuliang · 发表于 2010-9-20 11:22:02

运放单电源供电要注意偏置。

双电源。。图呢？

gallle · 发表于 2010-9-20 12:47:26

可以参考万用表的电路！

shawn_17 · 发表于 2010-9-20 13:35:05

【6楼】 huayuliang 花生

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运放单电源供电要注意偏置。

双电源。。图呢？

上图中的11脚接负电源就行了，但是比例失真的效果问题依然存在只不过多了负半周部分而已

shawn_17 · 发表于 2010-9-20 13:36:06

【7楼】 gallle

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可以参考万用表的电路

万用表的电路？？恩，不错，谢谢，我搜一下去

zhxzhx · 发表于 2010-9-20 13:53:29

注意,互感器是电流器件!你要测量他的输出电流,而不是电压,另外电流互感器不能开路使用!

shawn_17 · 发表于 2010-9-20 13:57:20

参考万用表的电路，的确是个法子
贴几个关于万用表测量原理的地址：
http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=884337
http://bbs.21ic.com/icview-23397-1-1.html

shawn_17 · 发表于 2010-9-20 14:00:43

【10楼】 zhxzhx 一丁
谢谢10楼的提醒，我有留意到电流互感器不能开路的问题，互感器出来两个端子之间有一个电阻的，我上面的电路图模拟的是这个电阻两端的电压经过整流过后的效果

gallle · 发表于 2010-9-20 14:26:30

(原文件名:未命名.JPG)

我04年做的一个东西上用的，采样了3路交流电流！
图中RC3是电流的采样电阻。一般使满度电压在200mV左右。RA11+RA8调节放大倍数。
AI4为放大后的电压！

eyue · 发表于 2010-9-20 17:30:46

用单电源供电的话,你可以先将"0"点电压抬高,如你若用5V的电源,可将"0"点电压设置在2.5V,当然还的考虑你的MCU ADC的参考电压,最好设置为ADC参考电压的一半,这样操作起来会方便很多,我对交流电的电压电流都是这么处理的, 用的是LM3S的ARM, 内部参考电压为 3V,从仪器运行效果来看还不错

shawn_17 · 发表于 2010-9-20 22:17:09

【13楼】 gallle
老实说，看不懂这个电路的原理，另外能够解决我在一楼说的2个问题吗？

【13楼】 gallle
谢谢你的建议，我现在用的是PIC24F，16位MCU，运行速度肯定赶不上你的ARM，另外，你也是直接采样交流

shawn_17 · 发表于 2010-9-21 11:05:27

考虑到需求：精度要求不高，PCB空间限制，成本，决定采取ADC差分来直接获取互感器出来的交流小信号，谢谢楼上各位的关注和回复，到此结贴

shawn_17 · 发表于 2010-9-21 12:16:47

贴上最后的修正，如下图：

(原文件名:运放平移.JPG)

将交流小信号平移到2V左右，这样MCU的ADC就可以直接采样了

ARMVSAVR · 发表于 2012-8-3 22:12:27

luckseason · 发表于 2012-8-7 08:41:49

了解电流互感器的老大们都请进来看看

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