新聞中心

        EEPW首頁 > 嵌入式系統 > 設計應用 > 市電頻率實時監測器的設計與實現

        市電頻率實時監測器的設計與實現

        作者: 時間:2011-02-21 來源:網絡 收藏

        摘要:為了實現對市電頻率進行實時監測的目的,以AT89C2051為核心設計了監測器;設計了分頻電路測量信號多倍周期,采用高效的快速轉換算法計算信號頻率,使用數碼管實時顯示所測頻率;數據由送到顯示部分電路,經處理后給出電網電壓的頻率,約250 ms完成一次更新,測試精度達到0.01 Hz,保證了系統的測頻精度和實時性。
        關鍵詞:;市電頻率;實時監測;檢測電路

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/172981.htm

        0 引言
        我國的交流市電頻率為50 Hz,但是由于電網負荷的變化,使得電網頻率在48~52 Hz范圍內變化。而市電頻率的波動會通過低頻電磁場和電網直接干擾電子設備的正常工作,特別是當頻率變化超出48~52 Hz范圍,可能引起對頻率敏感的工作儀器與設備發生故障。因而,作為衡量電能質量的重要指標和實施電網安全穩定控制的重要狀態反饋量,對電網頻率的實時監測具有重要的意義。
        目前采用比較廣泛的是等精度測頻法,這種方法具有測量精度高、測量精度不隨被測信號的變化而變化的特點。但該方法需要的硬件開銷大,且同步電路結構復雜,易造成誤觸發,可靠不高。此外還有采用一般的模擬頻率計和數字頻率計,但這兩種方式其相對誤差較大或硬件成本比較高。本次設計的主要目的是設計出民用的價格低廉而精度相對較高的基于單片機的市電實時監測器,所以在設計產品方案時,重點考慮元器件價格、功耗以及精度等諸多方面問題。

        1 市電頻率實時監測器的系統組成結構
        市電是以正弦波形式傳輸的,因而可通過變壓器降壓、施密特電路整形后,將電網電壓轉化為5 V方波電壓。5 V方波電壓作為檢測信號輸入到單片機控制模塊。通過單片機軟件處理,并通過數碼管顯示當前市電頻率,從而實現對市電頻率的實時監測。系統的設計方面主要包括直流電源部分、檢測部分、單片機及其復位電路部分、顯示部分。整個原理框圖如圖1所示。

        a.JPG

        2 系統硬件電路設計
        2.1 直流電源電路
        對于本系統來說,首先需要將電網的電壓變壓成9 V的交流電壓。這需要一個220 V-9 V的變壓器,同時需要保證9 V電源的穩定性。將電網電壓轉換到9 V之后,要通過施密特電路將9 V的交流穩壓成5 V的直流電壓,用于單片機供電與片內復位電路。本系統設計的直流穩壓電路由電源變換電路、整流電路、濾波電路、穩壓電路和負載組成。
        本系統采用變壓器來完成電源變換電路。整流電路主要利用二極管正向導電、反向截止的原理,把交流電變換成脈動的直流電。本設計采用橋式整流,由電源變壓器、4只整流二極管D1~D4和負載電阻RL組成。4只整流二極管接成電橋形式,故稱橋式整流。橋式整流電路輸出的直流電壓比較高,脈動系數小,而變壓器正負半周均有電流流過,利用率高,且變壓器電流中無直流成分,不存在直流磁化問題。
        濾波電路有電容式、電感式、電容電感式、電容電阻式,具體根據負載電流大小和電流變化情況以及對紋波電壓的要求選擇濾波電路形式。在本系統中采用電容式濾波電路。利用電容充放電儲能原理,在加了濾波電容后,輸出的直流電壓的脈動成分減小。因為當二極管導通時,電容充電將能量儲存起來,當二極管截止時,再把儲存的能量釋放給負載,一方面使輸出電壓波形比較平滑,另一方面也增加了輸出電壓的平均值。具體在系統中用470 μF的電容濾出低頻,用0.1μF的電容濾出高頻,之后在L7805后同樣用470μF的電容再次濾出低頻,用0.1μF的電容再次濾出高頻以保證得到想要的穩定電壓。


        上一頁 1 2 3 下一頁

        關鍵詞: LED 單片機 單片機

        評論


        相關推薦

        技術專區

        關閉
        主站蜘蛛池模板: 从化市| 太康县| 库尔勒市| 哈密市| 洪江市| 屏边| 綦江县| 台东市| 平度市| 鹤岗市| 商河县| 广南县| 呼图壁县| 洛浦县| 绥滨县| 通州区| 通道| 麦盖提县| 禄劝| 揭东县| 抚州市| 焉耆| 铜陵市| 黄骅市| 香格里拉县| 大洼县| 宜兰市| 沙坪坝区| 邓州市| 芜湖市| 迭部县| 厦门市| 精河县| 余姚市| 华宁县| 碌曲县| 巴林右旗| 临沭县| 龙门县| 内江市| 澄江县|