[發明專利]交流電電壓及其過零點檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201310117752.1
• 申請日: 2013-04-07
• 公開（公告）號: CN103217572A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 甘德喜;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: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R19/175
• 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

本發明涉及電壓檢測技術領域，尤其涉及一種交流電電壓及其過零點檢測裝置及方法。

背景技術

在家電及工業控制系統中，為實現精確控制，經常需要檢測交流電源的電壓和零點。而在傳統的檢測電路中，檢測電壓一般通過“分壓-整流-濾波-A/D轉換”幾個步驟；檢測零點一般通過對交流電源“限壓/限流-整形-檢測波形邊沿”來實現。傳統電路存在以下幾個缺點：

電壓檢測實時性差。

需要電壓檢測和過零檢測兩個獨立的電路單元，電路復雜。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種交流電電壓及其過零點檢測裝置及方法，旨在實現精確檢測交流電電壓的同時檢測過零點，并提高電壓檢測實時性。

為了達到上述目的，本發明提出一種交流電電壓及其過零點檢測裝置，所述交流電電壓及其過零點檢測裝置包括第一偵測模塊、第二偵測模塊、控制模塊、采樣模塊及處理模塊；其中，

第一偵測模塊，用于實時監測輸入交流電的電壓信號并獲取輸入交流電的周期；

第二偵測模塊，用于根據周期定時偵測輸入交流電由正半波變為負半波或負半波變為正半波的過零點；

控制模塊，用于當所述交流電由正半波變為負半波時，在預設的時間段內對交流電的負半波疊加一個高電平；當所述交流電由負半波變為正半波時，在預設的時間段內對交流電的正半波疊加一個低電平；

采樣模塊，用于對疊加電平后的交流電壓進行AD采樣；

處理模塊，用于根據AD采樣到的交流電壓進行電壓值計算。

優選地，還包括：第一供電電源、第一電阻、第二電阻、第一二極管、第二二極管及第一電容；所述第一電阻的一端與被測電壓端連接，用于輸入被測交流電壓，另一端與采樣模塊的輸入端連接且與第一偵測模塊的檢測端連接；所述第二電阻的一端與第一電阻和采樣模塊的連接節點連接，另一端與控制模塊的控制端連接；所述第一二極管的陰極與第一供電電源連接，陽極與第一電阻和采樣模塊的連接節點連接；所述第二二極管的陰極與第一二極管的陽極連接，陽極接地；所述第一電容的一端與第一二極管和第二二極管的連接節點連接，另一端接地。

優選地，所述采樣模塊具體包括：

采樣單元，用于對疊加電平后的交流電壓進行模擬采樣；

模數轉換器，用于將采樣到的模擬電壓信號轉換為數字電壓信號。

優選地，所述處理模塊具體包括：

處理單元，用于將采樣到的交流電壓輸入至預先設置的電壓計算公式中進行電壓值計算。

本發明還提出一種交流電電壓及其過零點檢測方法，所述方法包括以下步驟：

實時監測輸入交流電的電壓信號并獲取輸入交流電的周期；

根據周期定時偵測輸入交流電由正半波變為負半波或負半波變為正半波的過零點；

當所述交流電由正半波變為負半波時，在預設的時間段內對交流電的負半波疊加一個高電平；當所述交流電由負半波變為正半波時，在預設的時間段內對交流電的正半波疊加一個低電平；

對疊加電平后的交流電壓進行AD采樣；

根據采樣到的交流電壓進行電壓值計算。

優選地，所述根據周期定時偵測輸入交流電由正半波變為負半波或負半波變為正半波的過零點具體包括：

將所述輸入交流電進行鉗位，轉換成高低電平；

根據所述周期定時偵測鉗位后的電平的上升沿和下降沿；所述上升沿為輸入交流電由負半波變為正半波的過零點，所述下降沿為交流輸入電由正半波變為負半波的過零點。

優選地，所述對疊加電平后的交流電壓進行AD采樣具體包括：

對疊加電平后的交流電壓進行模擬采樣；

將采樣到的模擬電壓信號轉換為數字電壓信號。

優選地，所述根據采樣到的交流電壓進行電壓值計算具體包括：

將采樣到的交流電壓輸入至預先設置的電壓計算公式中進行電壓值計算。

本發明通過實時監測輸入交流的電壓信號并獲取輸入交流電的周期；根據周期定時偵測輸入交流電由正半波變為負半波或負半波變為正半波的過零點；當所述交流電由正半波變為負半波時，在預設的時間段內對交流電的負半波疊加一個高電平；當所述交流電由負半波變為正半波時，在預設的時間段內對交流電的正半波疊加一個低電平；對疊加電平后的交流電壓進行AD采樣；根據采樣到的交流電壓進行電壓值計算。本發明可實現精確檢測交流電電壓的同時檢測過零點，并提高了電壓檢測的實時性。

附圖說明