用于电压监测仪的便携式电压校准源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于电压监测仪的便携式电压校准源，包括内置可充电电源模块和电压输出电路的壳体，电压输出电路包括微处理器、数字频率合成模块、放大电路、模拟乘法器、预运放、功率放大模块和电压真有效值直流变换电路，微处理器、数字频率合成模块、放大电路依次相连，电压真有效值直流变换电路的输入端与功率放大模块的输出端相连，电压真有效值直流变换电路的输出、放大电路的输出分别作为模拟乘法器的两路输入，且模拟乘法器的输出端依次通过预运放、功率放大模块输出。本实用新型能够将电压监测仪的校验过程转移到现场甚至杆上进行，减少校验过程的环节，减少人员以及精力的浪费、结构简单、使用方便。
【专利说明】用于电压监测仪的便携式电压校准源
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电网电压监测技术，具体涉及一种用于电压监测仪的便携式电压校准源。
【背景技术】
[0002]随着国网公司、国家能源局对电压合格率、供电可靠率的技术监督要求日益提高，目前已有大量的电压监测仪安装于线路末端，为监控电压合格率、提高供电质量起到了很大作用，但随之而来的电压监测仪校验工作却产生了一些问题。
[0003]按照国网公司规定电压监测仪三年必须轮校一次，由于现有的电压监测点分布广、数量多，而校验所用的高精度电压源又没有便携式的产品，因此轮校一次需要将仪表从现场拆除会实验室进行校验，并再次安装回现场。由于这个过程工作量大，拆除、安装外还需要配合的运输等环节，需要大量的时间、精力。同时，也损失了校验期间的电压监测数据，影响到电压监测仪的在线率及月度电压合格率。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是:针对现有技术的上述问题，提供一种能够将电压监测仪的校验过程转移到现场甚至杆上进行，减少校验过程的环节，减少人员以及精力的浪费、结构简单、使用方便的用于电压监测仪的便携式电压校准源。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:
[0006]一种用于电压监测仪的便携式电压校准源，包括内置可充电电源模块和电压输出电路的壳体，所述电压输出电路包括微处理器、数字频率合成模块、放大电路、模拟乘法器、预运放、功率放大模块和电压真有效值直流变换电路，所述微处理器、数字频率合成模块、放大电路依次相连，所述电压真有效值直流变换电路的输入端与功率放大模块的输出端相连，所述电压真有效值直流变换电路的输出、放大电路的输出分别作为模拟乘法器的两路输入，且所述模拟乘法器的输出端依次通过预运放、功率放大模块输出，所述可充电电源模块分别与微处理器、数字频率合成模块、放大电路、模拟乘法器、预运放和电压真有效值直流变换电路相连。
[0007]优选地，所述电压真有效值直流变换电路包括第一运放、真有效值变换芯片、第二运放、参考电压模块和加法器，所述第一运放的输入端与功率放大模块的输出端相连，所述第一运放输出端依次通过真有效值变换芯片、第二运放后连接到加法器的一个输入端，所述参考电压模块的输出端连接到加法器的另一个输入端，所述加法器的输出作为模拟乘法器的一路输入。
[0008]优选地，所述放大电路由级联连接的两级运算放大器组成。
[0009]优选地，所述可充电电源模块为锂电池供电模块。
[0010]本实用新型用于电压监测仪的便携式电压校准源具有下述优点:本实用新型包括内置可充电电源模块和电压输出电路的壳体，电压输出电路包括微处理器、数字频率合成模块、放大电路、模拟乘法器、预运放、功率放大模块和电压真有效值直流变换电路，内置大容量的可充电电源模块，通过基于微处理器、数字频率合成模块、放大电路、模拟乘法器、预运放、功率放大模块和电压真有效值直流变换电路构建先进的数字、电力电子的解决方案，能够产生标准50Hz的110V、220V、380V的交流电源，在现场无需外接电源即可为电压监测仪提供标准电压校准信号，并可为电压监测仪提供工作电源，一次充电可为10(Γ200台电压监测仪提供校验(同时为电压监测仪提供校准信号与工作电源情况下)，完全满足一天的电压监测仪校准工作需求，极大地减轻了现场工作量，能够将电压监测仪的校验过程转移到现场甚至杆上进行，减少校验过程的环节，减少人员以及精力的浪费、结构简单、使用方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型实施例的框架结构示意图。
[0012]图2为本实用新型实施例中微处理器的接口引脚示意图。
[0013]图3为本实用新型实施例中数字频率合成模块及放大电路的电路原理示意图。
[0014]图4为本实用新型实施例中放大电路后端的电路原理示意图。
[0015]图例说明:1、微处理器；2、数字频率合成模块；3、放大电路；4、模拟乘法器；5、预运放；6、功率放大模块；7、电压真有效值直流变换电路；71、第一运放；72、真有效值变换芯片；73、第二运放；74、参考电压模块；75、加法器。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，本实施例用于电压监测仪的便携式电压校准源包括内置可充电电源模块和电压输出电路的壳体，电压输出电路包括微处理器1、数字频率合成模块2、放大电路3、模拟乘法器4、预运放5、功率放大模块6和电压真有效值直流变换电路7，微处理器1、数字频率合成模块2、放大电路3依次相连，电压真有效值直流变换电路7的输入端与功率放大模块6的输出端相连，电压真有效值直流变换电路7的输出、放大电路3的输出分别作为模拟乘法器4的两路输入，且模拟乘法器4的输出端依次通过预运放5、功率放大模块6输出，可充电电源模块分别与微处理器1、数字频率合成模块2、放大电路3、模拟乘法器4、预运放5和电压真有效值直流变换电路7相连。
[0017]本实施例中，可充电电源模块为锂电池供电模块，能够充分利用锂电池容量大、性能高、充电快的优点，确保本实施例的使用寿命更加。
[0018]如图2所示，微处理器I采用ATmegal6A-AU芯片实现，ATmegal6A_AU芯片的37?30，40、41、42引脚用于做控制及信息流的引脚，其中34?37以及40引脚与数字频率合成模块2相连，用于向数字频率合成模块2输送控制信号，初始化控制数字频率合成模块2生成50HZ标准信号源。
[0019]如图3所示，数字频率合成模块2采用AD9954型DDS芯片实现，DDS芯片的37?41引脚与ATmegal6A-AU芯片相连；DDS芯片的21、22引脚作为输出引脚，向放大电路3输出标准50HZ信号。
[0020]本实施例中，放大电路3由级联连接的两级运算放大器组成。如图3所示，运放U7A和运放U7B两个运算放大器构成级联连接的两级运算放大器，运放U7A和运放U7B均采用AD712JR运放器实现，DDS芯片的21、22引脚作为输出引脚输出50HZ的交流信号，50HZ的交流信号经过运放U7A和运放U7B依次放大后输出。
[0021]如图4所示，模拟乘法器4采用AD633JR芯片实现，I脚和7脚分别作为输入引脚，5脚则作为输出引脚。模拟乘法器4的的I脚(AGC_IN)与运放U7B的输出端相连，模拟乘法器4的7脚则与电压真有效值直流变换电路7的输出端相连；模拟乘法器4的5脚将模拟乘法运算得到的电压信号输入至预运放5 (U2A)的3脚，预运放5 (U2A)对电压信号进行放大后从I脚经过电容Cl以及接口 P3输出至功率放大模块6。本实施例中，功率放大模块6采用市场上常用的变压器，因此未在图4中绘出，功率放大模块6用于将放大电路3输出的放大后大约三十伏左右的标准50HZ信号、电压真有效值直流变换电路7输出的直流电路升压产生相应电压等级的电压信号以达到稳定输出的目的；对于高精度的输出，功率放大模块6应该选用与其精度匹配的高精度变压器，功率放大模块6的输出一般升压到所需的电压(例如为110V/220V/380V等，本实施例中具体为220V)，功率放大模块6的输出还作为反馈经过电压真有效值直流变换电路7以检测输出电压的偏移用于校正。
[0022]如图1所示，电压真有效值直流变换电路7包括第一运放71、真有效值变换芯片72、第二运放73、参考电压模块74和加法器75，第一运放71的输入端与功率放大模块6的输出端相连，第一运放71输出端依次通过真有效值变换芯片72、第二运放73后连接到加法器75的一个输入端，参考电压模块74的输出端连接到加法器75的另一个输入端，加法器75的输出作为模拟乘法器4的一路输入。
[0023]如图4所示，第一运放71、第二运放73均采用运放AD712JR实现，真有效值变换芯片72采用AD637真RMS检测芯片实现，加法器75基于运放AD712JR实现。第一运放71(U5A)的3脚作为输入端通过接口 P4与功率放大模块6的输出端(220V)相连，第一运放71 (U5A)的I脚作为输出端通过电容C2输入到AD637真RMS检测芯片的15脚，AD637真RMS检测芯片11脚作为输出引脚将电压信号输出至第二运放73 (U5B)的输入引脚(5脚)，第二运放73 (U5B)的7脚作为输出引脚，通过电阻R32输出至加法器75的6脚。参考电压模块74包括电阻R34、可调电阻R12和三端可调分流基准源D9，三端可调分流基准源D9采用TL431芯片，电阻R34 —端连接至可充电电源模块的12V输出端，另一端通过可调电接地GND，加法器75的5脚作为参考电压输入端通过三端可调分流基准源D9接地，三端可调分流基准源D9和可调电阻R12之间并联连接，且可调电阻R12的调节端与三端可调分流基准源D9的控制端相连。
[0024]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于电压监测仪的便携式电压校准源，其特征在于:包括内置可充电电源模块和电压输出电路的壳体，所述电压输出电路包括微处理器(1)、数字频率合成模块(2)、放大电路(3 )、模拟乘法器(4 )、预运放(5 )、功率放大模块(6 )和电压真有效值直流变换电路(7)，所述微处理器(1)、数字频率合成模块(2)、放大电路(3)依次相连，所述电压真有效值直流变换电路(7)的输入端与功率放大模块(6)的输出端相连，所述电压真有效值直流变换电路(7)的输出、放大电路(3)的输出分别作为模拟乘法器(4)的两路输入，且所述模拟乘法器(4)的输出端依次通过预运放(5)、功率放大模块(6)输出，所述可充电电源模块分别与微处理器(1)、数字频率合成模块(2)、放大电路(3)、模拟乘法器(4)、预运放(5)和电压真有效值直流变换电路(7)相连。
2.根据权利要求1所述的用于电压监测仪的便携式电压校准源，其特征在于:所述电压真有效值直流变换电路(7)包括第一运放(71 )、真有效值变换芯片(72)、第二运放(73)、参考电压模块(74)和加法器(75 )，所述第一运放(71)的输入端与功率放大模块(6 )的输出端相连，所述第一运放(71)输出端依次通过真有效值变换芯片(72)、第二运放(73)后连接到加法器(75)的一个输入端，所述参考电压模块(74)的输出端连接到加法器(75)的另一个输入端，所述加法器(75)的输出作为模拟乘法器(4)的一路输入。
3.根据权利要求1或2所述的用于电压监测仪的便携式电压校准源，其特征在于:所述放大电路(3)由级联连接的两级运算放大器组成。
4.根据权利要求3所述的用于电压监测仪的便携式电压校准源，其特征在于:所述可充电电源模块为锂电池供电模块。
【文档编号】G01R1/28GK204228939SQ201420698204
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】薛玮, 左剑, 钟智 申请人:国家电网公司, 国网湖南省电力公司, 国网湖南省电力公司电力科学研究院