[實用新型]快速基波檢測電路

無效

• 申請號: 200920083234.1
• 申請日: 2009-01-05
• 公開（公告）號: CN201344952Y
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 李達義
• 申請（專利權）人: 武漢市通益電氣有限公司
• 主分類號: G01R23/165
• 分類號: G01R23/165
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司
• 代理人: 唐正玉

技術領域

本實用新型屬于節能技術中電能質量領域，具體涉及一種基于開關電容濾波電路與等幅移相電路的快速基波檢測電路。

背景技術

目前研究最為廣泛的基波檢測方案是基于瞬時無功功率理論的檢測方法，這種檢測方案要經過幾次坐標變化的計算和一個低通濾波器的濾波，實現起來比較復雜，而且該方法是基于三相系統而提出的，它假設系統電壓是純正弦波，該假設在很多情況往往不容易滿足。另一種基波檢測方法采用模擬帶通或帶阻濾波器，這種檢測法結構簡單，成本低，品質因數易于控制。但該方法也有許多缺點：如濾波器的中心頻率和精度對元件參數十分敏感，受外界環境影響較大，對電網頻率波動也十分敏感，難以獲得理想的幅頻特性和相頻特性。除此之外，還有采用傅立葉分析或快速傅立葉變換FFT((fast?Fourier?transform，)的方法，一般必須采用計算機或數字信號處理器(DSP)才能完成，計算量大，實現起來比較復雜。而且必須與電網頻率嚴格同步，一般適合于作離線的諧波分析。

發明內容

本實用新型的目的為了克服現有基于瞬時無功功率理論的檢測方法和采用模擬帶通或帶阻濾波器的不足，提供一種簡單易行、集成度高、穩定型的快速基波檢測電路。

本電路具體的技術是：快速基波檢測電路，由開關電容濾波器電路和等幅移相電路組成，其特征在于：開關電容濾波器電路的輸出端與等幅移相電路輸入端相連。

所述的開關電容濾波器電路為：以低通8階巴特沃斯開關電容濾波器作為濾波芯片，濾波芯片的時鐘輸入腳上接一電容，正電源腳、負電源腳之間串聯一電容，正電源腳與接地腳接一分壓電阻，負電源腳與接地腳接一并聯電容和電阻，信號輸出腳依次與一電容、電阻及運算放大器的正極相連，運算放大器的負極與運算放大器的輸出腳之間相連，濾波芯片的信號輸入腳為開關電容濾波器電路的輸入端，運算放大器的輸出腳為開關電容濾波器電路的輸出端。

所述的等幅移相電路為：將開關電容濾波器電路的輸出端通過一電位器連接到運算放大器的正腳，將開關電容濾波器電路的輸出端通過一電阻連接到運算放大器的負腳，將運算放大器的輸出腳經一電阻連接到運算放大器的負腳上。

根據開關電容與電阻等效的原理，設計了一個包括開關電容濾波器電路(Switched-Capacitor?Filter簡寫為SCF)和等幅移相電路在內的整個檢測電路，具體見圖1和圖2。在開關電容濾波電路上，本電路選擇了一種低通8階巴特沃斯開關電容濾波器MAX291作為濾波IC，由于該芯片的制造工藝決定了其輸入信號的頻率在-1到+4V之間變化，因此為了完成濾波任務，一般須在原來的信號的基礎上加一個直流偏置。具體的連接如圖1，在MAX291的1腳也就是時鐘輸入腳上接一電容用來產生時鐘頻率。在芯片的8腳接信號輸入，正電源腳為7腳，負電源腳為2腳，6腳(GND接地腳)及其旁路為芯片提供電源，R138、R139為分壓作用，5腳為信號輸出腳，在5腳信號輸出后接C31、R141為濾掉上述的直流偏置，經過高通濾波之后連接到IC22C的正腳10，輸出端OUT1連接負腳9起跟隨作用。

在等幅移相電路上如圖2設計了以IC7A為主芯片的等幅移相電路。輸入IN2分別經過R1和W1連接到芯片的負腳2，正腳3上。輸出端OUT2經過RF回饋到芯片的負2腳起反饋作用。