[發明專利]相位檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201110089964.4
• 申請日: 2011-04-11
• 公開（公告）號: CN102200549A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 蘇培濤
• 申請（專利權）人: 深圳和而泰智能控制股份有限公司
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

技術領域

本發明涉及數字電路領域，尤其涉及一種相位檢測的裝置及方法。

背景技術

在許多電路，特別是電磁加熱電路中，合理的控制負載電壓和電流相位，可以實現功率調節，降低損耗，避免損壞大功率元件，因此，檢測負載電壓和電流相位具有重要的意義。常見的檢測方法是利用鎖相環集成電路或者通過高性能微處理器檢測實現，鎖相環集成電路通過將分頻輸出的信號和從信號中提取的相位參考信號進行比較，利用相位差值的變化來判斷負載電壓和負載電路的相位關系，從而達到鎖頻的目的，其缺點是電路復雜，容易受干擾導致不能鎖定相位，而使用高性能微處理器也有對軟件可靠性要求高、成本較高的缺點。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種檢測準確，成本低廉的相位檢測裝置及方法。

為了達到上述目的，本發明提出一種相位檢測裝置，其特征在于，包括：

驅動單元，用于驅動負載，且其輸入信號具有死區時間；

負載電流檢測單元，用于檢測負載電流的過零點；

死區時間檢測單元，用于檢測驅動單元輸入信號的死區時間；

相位判定單元，用于根據所述死區時間檢測單元及所述負載電流檢測單元的檢測結果，判斷負載的電壓及電流的相位關系。

優先的，所述驅動單元包括：

第一電路，用于產生驅動信號，驅動三極管；

所述三極管，用于控制負載電路的開關。

優先的，所述三極管是IGBT絕緣柵雙極型晶體管或MOSFET絕緣柵型場效應管。

優先的，所述負載電流檢測單元包括：

電流互感器，其初級串聯在負載回路中，用于將負載電流轉換成檢測電流；

整流器，聯接所述電流互感器次級的兩端，用于將所述檢測電流轉換為脈動直流信號；

第二電路，聯接在所述整流器后，用于檢測所述脈動直流信號的過零點，并在檢測到過零點時，產生第一電平信號。

優先的，所述死區時間檢測單元包括：

第一D觸發器，輸入信號接入所述第一D觸發器的置位端和復位端，當輸入信號位于死區時間時，輸出端同時輸出高電平；

第三電路，用于當所述第一D觸發器的輸出結果為高電平時產生第二電平信號。

優先的，所述相位判定單元為第二D觸發器，所述第一電平信號接入第二D觸發器的數據信號端，第二電平信號接入第二D觸發器的時鐘信號端，通過第二D觸發器的輸出結果便可判斷負載電壓及電流的相位關系。

本發明還提出了一種相位檢測關系方法，包括以下步驟：

輸入含有死區時間的信號；

檢測負載電流的過零點；

檢測輸入信號的死區時間；

根據所述輸入信號死區時間及負載電流的檢測結果，判斷負載電壓及負載電流的相位關系。

優先的，所述檢測負載電流的過零點的步驟為：

將負載電流轉換為檢測電流；

將檢測電流轉換為脈動直流信號，脈動直流信號包含負載電流的過零點信息；

檢測脈動直流信號的過零點，當脈動直流信號過零點時，產生第一電平信號。

優先的，所述檢測輸入信號的死區時間的步驟為：

將輸入信號接入第一D觸發器的置位端和復位端，當輸入信號處于死區時間時，所述第一D觸發器輸出高電平；

根據所述第一D觸發器的輸出結果產生檢測結果，當第一D觸發器輸出高電平時，產生第二電平信號。

優先的，所述判斷負載電壓及負載電流的相位關系的步驟為：

將所述第一電平信號接入第二D觸發器的數據信號端，第二電平信號接入第二D觸發器的時鐘信號端，當第二電平信號的上升沿來到之時，第二D觸發器翻轉到與第一電平信號相同的狀態；

根據第二D觸發器的輸出結果判斷負載電壓及負載電流的相位關系，當負載電壓與電流同相位時，此時第二D觸發器的輸出端為高電平，當負載電壓相位超前負載電流相位時，此時第二D觸發器的輸出端為低電平。

本發明利用驅動電路死區時間和負載電流過零點，使用通用數字集成電路實現的相位檢測，具有以下優點：

1、將模擬信號數字化，檢測準確可靠，抗干擾能力強。

2、檢測電路輸出高低電平信號，由于有數字電路預處理，可以直接用低性能微處理器實現相位檢測，對于降低成本有重要意義。

附圖說明

圖1是本發明相位檢測裝置一實施例的原理框圖；

圖2為本發明相位檢測裝置一實施例結構示意圖；

圖3是本發明相位檢測裝置優先實施例的電路原理圖；

圖4是圖3所示電路中負載電壓相位超前于負載電流相位時的時序圖；