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市电电压测量电路分析

专家
2013-12-05 14:04:42     打赏
 此电路时无意间看到别人的一款产品上的市电电压测量电路,电路是相当的简单,可能是考虑成本的原因吧。我对该电路进行了测量和分析,并说明了其优缺点,如有不当或错误的地方,请各位大侠不吝赐教!       

原始电路:

如上图所示:

    1、测量

        1)空载

  不加R2电阻,空载测量数据如下:

  输入电压:230V

  一次侧N1两端电压:0.38V

  二次侧N2两端电压:0.32V

2)带载

  加上R2电阻,带载测量数据如下:

  输入电压:230V

  一次侧N1两端电压:0.28V

  二次侧N2两端电压:0.08V

    2、计算

  匝比 = 600/600 = 1

  1)由测量1)中数据:

  匝比/效率=变压比 可以推出,效率=0.32V/0.38V=0.84=84%

  由分压公式结合测得一次侧电压可以计算出,

  一次侧线圈交流阻抗Z1=346欧;

  再由

  计算出,二次侧线圈的交流阻抗Z2 = 290.64

  2)由测量2)数据:

  此时的效率 = 0.08V/0.28=0.286 ,可以看出加上R2电阻,效率变得如此低

  由于Z1是不变的,此时计算出二次侧加上R2电阻后的等效阻抗Z2eq = 99

    3、分析

        1)为什么带载后的一次侧电压会下降呢?

      个人觉得:二次侧加上R2电阻后,线圈等效阻抗下降到99欧,阻抗比增大,阻抗不匹配,输出效率大幅下降,为了保证二次侧的功率输出,一次侧为了提高输入功率,只得以牺牲电压的方式增大输入电流,获取更大的输入功率。

        2)此种方式能用来测量电压吗?

     答案是否定的。首先,用音频耦合变压器这一点是正确的,为了实现电压间的隔离,但是实现1:1传输就必须有较好的阻抗匹配。

会犯这个错误的原因不言而喻,把音频耦合变压器当做电流互感器(CT)使用,这个想法是好的,利用电流互感1:1电流传输,然后100欧电阻转换成电压信号,然后后级再放大采集等。

想说的是音频耦合变压器是电压感应的,最多相当于一个11传输的电压互感器(PT),而不能把它等价于电流互感器。

所以上面的测量电路应更正为:

利用一次侧线圈的交流阻抗去和R1分担市电输入电压,然后按转换效率(理想为1:1,实际测得只有84%)传输到次级输出。为了提高效率,更改R1电阻使音频耦合变压器工作在线性度较好的区间(大概2V-3V范围内),此时的传输效率达到95%以上,软件里按效率调整显示电压即可。

注:此种方式不能很精确的测量,精度只有2%左右。哪位大侠有好的方式可以提出来,当然是在这个基础上,用电压互感器等成本高的方式就不要考虑了,望不吝赐教!!!




关键词: 音频耦合变压器     互感器     测量    

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