Ist dies eine zuverlässige Schaltung zur Überwachung der Netzwechselspannung?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich möchte eine einfache Schaltung zur Überwachung der Netzwechselspannung entwerfen und einfache Entscheidungen treffen, wenn die Spannung unter eine bestimmte Referenzspannung fällt.

Es ist wichtig zu erwähnen, dass die Genauigkeit überhaupt kein Problem darstellt.

Schaltungsbeschreibung: Die Eingangsspannung wird auf 9 V Spitzenspannung heruntertransformiert und gleichgerichtet, der Gleichrichter plus Kondensator soll wie ein Spitzenwertdetektor wirken und die Ausgangsspannung an C1 würde die Spitzeneingangsspannung darstellen (natürlich nach dem Heruntersetzen).

Diese Spannung wird über R1 und R2 skaliert und dann mit einem Hysterese-Komparator (mit LM358, aber nicht in ltspice gefunden) mit einer Referenzspannung verglichen.

Ist das ein gültiges Konzept?

Antworten (2)

Als Referenz und zum Schutz vor zukünftigen Änderungen wird hier Ihre Schaltung besprochen:

Die Grundidee ist OK, aber es gibt einige Dinge zu beachten:

  1. Die Stromversorgung des Operationsverstärkers mit demselben Signal, das Sie zu messen versuchen, ist problematisch.

  2. Ich mag es nicht, wie diese Schaltung bei Spitzen aussieht und nicht mehr im Durchschnitt. Idealerweise möchten Sie wahrscheinlich RMS, aber das ist schwierig. Sie wissen, dass die Spannung hauptsächlich ein Sinus ist, also sagt Ihnen der Durchschnitt, was Sie wissen müssen.

    Das Problem beim Greifen von Spitzen ist, dass es ziemlich anfällig für Rauschen ist. Sie erhalten nur an zwei Punkten pro Zyklus Informationen aus der Wellenform. Das bedeutet, dass Sie kaum Möglichkeiten haben, Rauschen herauszufiltern.

    Schlimmer noch, die Störanfälligkeit ist nichtlinear. Ein positiver Störimpuls an einer Spitze lässt die Messung für eine ganze Weile hoch erscheinen. Ein einzelner negativer Fehler an einem Spitzenwert wird weitgehend unbemerkt bleiben.

    Setzen Sie einen Widerstand vor den Kondensator, damit Sie einen tiefpassgefilterten Absolutwert erhalten, nicht die letzten maximalen Spitzen.

  3. Möglicherweise benötigen Sie überhaupt keinen Operationsverstärker oder Komparator. Wenn der Ausgang von OP07 in einen Mikrocontroller geht, können Sie stattdessen auch das gefilterte und abgeschnittene Analogsignal direkt in das Mikro einspeisen. Das Mikro kann das Ergebnis trivialerweise mit irgendeiner Schwelle in der Firmware vergleichen. Dann ist das Ändern des Schwellenwerts eine Firmware-Änderung, keine Hardware-Änderung.

Es tut mir leid, aber ich bin bei der Sache mit der "abgeschnittenen" Spannung irgendwie verloren. Sie sagten, dass ich möglicherweise überhaupt keinen Operationsverstärker brauche, wenn der Ausgang von OP07 an einen Mikrocontroller geht. Wie ist das? Der OP07 (im Schaltplan) soll der Komparator sein und sein Ausgang wäre mein digitales Ausgangssignal. und was meinst du mit der abgeschnittenen Spannung in der Schaltung? (Meine Gedanken gehen zur Clipping-Schaltung mit Zenerdioden.) Ich weiß, dass ich etwas verpasst habe, also halte bitte meine Unwissenheit aus: D.
@iMo: Ich habe das Abschneiden erwähnt, um den Rest der Schaltung vor ungewöhnlichen, aber großen Spannungsspitzen zu schützen. Das passiert manchmal auf Stromleitungen. Ich habe vorgeschlagen, dass, wenn Ihr digitales Signal in ein Mikro gehen würde, das analoge Signal in einen A / D-Eingang des Mikros eingespeist wird, der Rest dann Firmware ist. Einige Mikros haben auch Komparatoren eingebaut. Sie können das gleichgerichtete und gefilterte AC-Signal so skalieren, dass der Schwellenwert etwa in der Mitte der Stromversorgung des Mikros liegt, und dann ein solches Mittelpunktsignal in den anderen Komparatoreingang einspeisen.

BEARBEITEN: Die Frage erwähnt jetzt einen Transformator, daher ist diese Antwort etwas unpassend.

Ihr Stromkreis hat keine Potentialtrennung, also ist es ein Sicherheitsalptraum. Erfahrene Ingenieure können solche Dinge sicher bauen, aber es muss eine Begründung dafür geben, zB ein in sich geschlossener Stromkreis in einem Verlängerungskabel, der keine Verbindungen nach außen, sondern sowieso 120/230-V-Stromkreise aufbaut.

Ich empfehle Ihnen, den 120/230-V-Teil so einfach wie möglich zu gestalten und den gesamten anderen Stromkreis hinter ein Optokoppler zu legen.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Die Werte 1kΩ, 100nF des RC-Paares hängen von der CTR des verwendeten Optokopplers ab. Wählen Sie den richtigen Spannungsbereich und die richtige Nennleistung. Der 1MΩ-Widerstand ist dazu da, den Kondensator zu entladen, wenn das Gerät ausgesteckt ist, es ist unkritisch. Wählen Sie auch die richtige Nennspannung für den Gleichrichter (Ihre 1n914 sind nicht für Netzspannung geeignet.)

Denken Sie nicht einmal daran, die Sicherung auszulassen!

Der Strom durch die Fotodiode (oder Fototransistor) folgt dem Strom durch die LED, aber sicher getrennt. Da dieser von der Netzspannung abhängt, können Sie ihn so messen.

Ich verwende einen 220 V / 9 V-Transformator zur Isolierung, meinst du das?
Ich sehe diesen Transformator in Ihrer Schaltung nicht. Aber ja, das würde das Ding auch sicher machen.
Janka, eigentlich die beiden leitenden Dioden unter der Brücke zusammen mit der in Vorwärtsrichtung vorgespannten LED-Klemmspannung am Brückenwechselstromanschluss um einige Volt Spitze. Dafür sind Dioden VRM gefragt.
Ich habe die Frage bearbeitet, um den Transformator deutlich zu erwähnen.
@carloc: Ja, daran habe ich auch gedacht, aber es ist nicht sicher, sich auf das Klemmen zu verlassen. (Aber dann, wenn die LED durchbrennt, können wir alle Hoffnung aufgeben und den Gleichrichter auch durchbrennen lassen?)
Oh ja, das ist ein guter Punkt, vor allem, weil das Sparen mit Dioden mit niedrigeren Spezifikationen einfach lächerlich wäre, wenn überhaupt. Mein Kommentar war nur der Theorie halber. Nichtsdestotrotz habe ich mit 1N4001 in dieser Rolle viele chinesische Sachen gesehen, die "zu billig sind, um gewartet zu werden".
Ich habe Ihre niedrige Eingangsspannung gesehen und festgestellt, dass Sie eine Transformatorisolierung beabsichtigen. Ich würde mir Sorgen um den Strom durch die Dioden in die 1000uF-Kappe machen. Der Einschaltstrom könnte für die Dioden zu hoch sein. Sie haben eine gewisse Wechselwirkung zwischen der Leistung für den Operationsverstärker und der Zeitkonstante des Kondensators und der Messwiderstände. Das ist kein schwerwiegendes Problem, wenn Sie keine hohe Genauigkeit benötigen. Die Obergrenze allein führt aufgrund der Kondensatortoleranz wahrscheinlich zu einem Fehler von -20% -> +80%. Es ist nicht klar, wo Ihre Erfassungsgrenzen in Bezug auf Spannung und Zeit liegen.
Stellen Sie für den Direktanschlussplan sicher, dass Sie einen unpolaren Kondensator mit ausreichend hohem Spannungsbereich angeben....
@ user103218: Ich wette, Sie möchten die ursprüngliche Frage kommentieren, nicht meine Antwort.
Ist dies eine zuverlässige Schaltung zur Überwachung der Netzwechselspannung?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v