在周期的第二部分,我们将继续讨论有关测量交流电压以及有关测量负载的输出电流的讨论。 请问所有有兴趣的猫。
第一部分第二部分第三部分测量均方根电压或电流
关于实际值的测量已在各种来源中屡屡写过。 我个人喜欢以下内容:
预算TrueRMS测量选项使用MK测量有效电压值的方法简要清楚地写出所有公式计算平均值和均方根电流/电压简而言之,所有此类复杂计算的本质在于,电源本身的电压可能与正弦曲线形状不同,此外,对于在输出端具有经过修改的正弦波的UPS,从逆变器操作时,输出端的波形也将仅是远程的。类似于正弦。 因此,如果简化测量并考虑平均拉直值,结果将与实际结果有很大不同。
以下是UPS输入和输出发生的示例(
从此处获取 ):

在我的情况下,用于计算有效电压的算法没有任何唯一性。 频率为1121 Hz(用于将频率分别为50和60 Hz的数字化)时,将触发定时器中断,启动ADC并在三个通道(输入电压,输出电压,输出电流)上进行测量。 累计90次测量后,将计算它们并计算实际值。
值的平方和直接在中断中计算,在主程序循环中,当使用浮点算术时,将计算平均(超过20个点)有效值。
所有操作均在8位单片机PIC18F26K22上执行。 有人可能会立即问一个问题:为什么不是STM32,他们说它更强大,更便宜等。 我会马上回答。 STM32控制器虽然很好,但是尽管在某些项目中使用了它,但它还是没有扎根。
我们的大多数任务不需要大量的计算资源,因此8位已足够了。 此外,PIC18拥有大量的开发和自己的服务软件,这非常重要,因为 显着加快了新的开发速度,使您不会因研究未知的外围设备而分心。 它总是花费最长时间。
PIC18还具有许多优势。 该内置校准发生器,最少的外部接线,2.5至5V的电压范围,良好的内置外围设备,强大的输出(电流高达25 mA)等。 MK的工作频率最高为64 MHz。
输出电流测量
负载消耗的电流由Allegro的集成传感器ACS712ELCTR-30A-T(在30A下)测量。 考虑到符号,传感器会生成与流动电流成比例的模拟信号。 如果电流为正,则信号将大于2 V;如果电流为负,则信号将小于2V。由传感器产生的信号由MK数字化,并用于控制负载。 现在,制造商会指向该站点以及这些站点。 说明这些传感器不适合在新开发中使用,而是建议使用ACS723系列的更现代型号。 但是目前,从供应商那里购买俄罗斯的ACS712机型要简单得多,甚至更便宜。
该传感器非常方便,因为它可以直接连接到ADC MK,而它仅需要一个5V电源,并且还提供电流隔离(实际上,该传感器是非接触式的,在霍尔效应下工作)。 最后一点很重要,因为 在相线中非常需要电流测量,因此UPS的整个中性点就是所谓的“直通”,即 本质上代表一个导体。 该传感器可以轻松地用在任何导体的间隙中,从而简化了整个测量电路。
但是,这个传感器有一个有趣的地方。 根据文档,它可以承受一个100A的电流脉冲,持续100 ms。 此外,可能会发生不可逆的芯片损坏。 自然,在UPS的输入电路中安装了一个断路器。 但是它的响应时间恰好与此脉冲的持续时间相对应。 这是C型机器的时电流特性的示例:

为了在UPS电路板上发生短路的情况下具有一定的安全裕度,根据传感器制造商本身的建议(
链接 )进行了额外的分流。
这里的重点很简单。 ACS712内部分流器的电阻为1.2 mOhm。 提出在印刷电路板上以所需形状的导体的形式进行第二次这样的分流,从而将电流极限增加一半(最高200A),这将使断路器的运行速度更快。
印刷电路板上这种分流器的尺寸如下所示:

这是实时的样子:

我想指出的是,该传感器仅用于测量负载的电流消耗,以评估UPS的负载,并在超过指定限制时自动将其关闭。 例如,一台600 W的UPS最多可输出3A。 如果负载在一段时间(例如约2秒)内开始消耗4A或更多电流,那么我们只需断开连接即可。 断路器可在网络运行期间防止硬短路。 但是在逆变器的运行模式下,保护是通过电子方式组织的,但使用其他传感器。 稍后将在考虑逆变器本身的操作时对此进行讨论。