原创 测量电压-电流相移的简单电路

测量电压-电流相移的简单电路

作者：Fulvio Pompili

该电路提供了测量有源AC负载的电流-电压(V-I)相移的不同方法。对AC负载进行传感的典型方案要求使用变压器和传感电阻。变压器可能会很昂贵，特别是如果你不需要测量电流密度，而只是测量其相位的话。而传感电阻器不提供电源隔离(line isolation)。如果负载电流从几毫安到几安培，就必须满足最大电流，也必须加上前端电子元件。

我们可以采用这里的方案测量AC负载的电压和电流相位，它也提供了几种测量V-I相移的方法。电流相位测量采用了3个二极管，而不是压变器或传感电阻进行的(见图)。这里提供了电源隔离和很宽的电流范围，也不需要额外的元件。

基本上，负载电流流入二极管D3、D4和D5。当D3和D4正向偏置，其正向电压引起光耦合器U2开启。相应于非零负载电流，产生方波输出处O_I。注意，电流完全与电源线隔离。然而，输出信号并不依赖于电流的大小，即使电流在几毫安到几百安培的范围内变化。当然，二极管D3、D4和D5必须满足最大电流。

如果跳线JP1在位置A，网络D1、D2、R1和U1在输出O_V处提供相似的信号，指示了非零电源电压。O_V和O_I 可以被发送至启停计数器或微处理器，以计算电流-电压相位漂移。

如果不要求进行精确的相位测量，而且也不需要知道相位特征(如负载是电容性的还是电阻性的)，可以将JP1设置为位置B进行电路操作。这样，输出O_V提供了“合成”信号，其负载周期与相移成比例。50%的负载周期意味着负载为纯电阻性，而是75%的负载周期意味负载为纯电抗性。连续电压将意味着没有负载。

这里还提供了模拟输出O_DC以方便测量。在电阻性负载情况下，输出水平为0.5×V_CC，而对于纯电抗性负载输出水平为0.75×V_CC，O_DC=V_CC。