[實用新型]三相電網信號采樣的鎖相同步電路

有效

• 申請號: 201320686833.9
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN203645650U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 吳海強;李開信;李花;吳東梅
• 申請（專利權）人: 珠海中慧微電子有限公司
• 主分類號: H03L7/18
• 分類號: H03L7/18;H03L7/08
• 代理公司: 廣東秉德律師事務所 44291
• 代理人: 楊煥軍;閆有幸

技術領域

本實用新型屬于電力供電技術領域，具體涉及一種三相電網信號采樣的鎖相同步電路。

背景技術

三相電網供電作為電力供電的一種方式，其供電質量會影響到人們日常的生活用電質量。而對三相電網信號的采集，無疑成為電力系統實時控制、監測、調度自動化的重要前提環節。三相電網信號采集的及時性和準確性會直接影響到電力系統監控的質量。如何能夠準確快速地采集電力系統中的各個模擬量并加以分析，為電力系統的監控提供及時準確的信號參數依據，成為急待解決的技術問題。

實用新型內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種三相電網信號采樣的鎖相同步電路，該電路具有頻率跟蹤的功能，能確保在一個工頻周期內為AD電路提供2ⁿ點的采樣數據，以保證FFT算法不因為失步而引起頻譜泄漏。

所述三相電網信號采樣的鎖相同步電路，包括過零比較電路、選相電路和鎖相倍頻電路。所述過零比較電路的輸入端作為鎖相同步電路的輸入端連接至三相電網，過零比較電路的輸出端連接至選相電路的輸入端，選相電路的輸出端連接至鎖相倍頻電路的輸入端，鎖相倍頻電路的輸出端則作為鎖相同步電路的輸出端。

進一步地，所述過零比較電路包括隔直濾波電路、偏壓電阻電路和運算放大電路，所述隔直濾波電路的輸入端作為過零比較電路的輸入端連接至三相電網，隔直濾波電路的輸出端則通過偏壓電阻電路連接至運算放大電路的輸入端，運算放大電路的輸出端作為過零比較電路的輸出端連接至選相電路的輸入端。

進一步地，所述隔直濾波電路包括第一電容、第二電容、第三電容、第一電阻和第二電阻，所述第一電容和第二電容的一端作為隔直濾波電路的輸入端連接至三相電網，第一電容和第二電容的另一端分別通過第一電阻和第二電阻連接至第三電容的第一端和第二端，第三電容的第一端和第二端作為隔直濾波電路的輸出端。

進一步地，所述偏壓電阻電路包括第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻和第七電阻，所述第三電阻和第四電阻的一端共同連接至第三電容的第一端，第三電阻的另一端連接第一直流電源，第四電阻的另一端則接地，所述第五電阻和第六電阻的一端連接至第三電容的第二端，第五電阻的另一端連接第一直流電源，第六電阻的另一端則通過第七電阻接地。

進一步地，所述運算放大電路為一個運算放大器，所述運算放大器包括同相輸入端、反相輸入端和信號輸出端，所述同相輸入端連接至第三電容的第一端，所述反相輸入端連接至第三電容的第二端，所述信號輸出端則作為運算放大電路的輸出端連接至選相電路的輸入端。

進一步地，所述選相電路包括邏輯門電路和多諧振蕩電路，所述邏輯門電路的輸入端作為選相電路的輸入端連接至過零比較電路的輸出端，邏輯門電路的輸出端則連接至多諧振蕩電路的輸入端，多諧振蕩電路的輸出端作為選相電路的輸出端連接至鎖相倍頻電路的輸入端。

進一步地，所述邏輯門電路包括第八電阻和一個與門集成電路，所述第八電阻的一端作為邏輯門電路的輸入端連接至過零比較電路的輸出端，第八電阻的另一端則分別連接至與門集成電路的兩個輸入端，與門集成電路的輸出端作為邏輯門電路的輸出端連接至多諧振蕩電路的輸入端，同時，與門集成電路的輸出端作為選相電路的第一輸出端連接至鎖相倍頻電路的輸入端。

進一步地，所述多諧振蕩電路包括延時電路和一個雙可再觸發單穩態多諧振蕩器，所述雙可再觸發單穩態多諧振蕩器的輸入端作為多諧振蕩電路的輸入端連接至與門集成電路的輸出端，雙可再觸發單穩態多諧振蕩器的輸出端作為選相電路的第二輸出端連接至鎖相倍頻電路的輸入端，所述延時電路連接至雙可再觸發單穩態多諧振蕩器的延時信號輸入端。

進一步地，所述延時電路包括第九電阻和第四電容，所述第九電阻的一端連接第二直流電源，第九電阻的另一端則通過第四電容接地，同時，第九電阻的另一端還連接至雙可再觸發單穩態多諧振蕩器的延時信號輸入端。

進一步地，所述鎖相倍頻電路包括可編程邏輯集成電路和鎖相環電路，所述可編程邏輯集成電路的輸入端作為鎖相倍頻電路的輸入端連接至選相電路的輸出端，可編程邏輯集成電路的輸出端連接至鎖相環電路的輸入端，鎖相環電路的輸出端則作為鎖相倍頻電路的輸出端。

本實用新型的有益效果在于：通過設置過零比較電路、選相電路和鎖相倍頻電路，并使從過零比較電路輸入的三相電網信號通過選相電路的選相后，從鎖相倍頻電路輸出與電壓信號源同步的2ⁿ次分頻采樣信號，以此實現對三相電網信號的頻率跟蹤，從而保證了鎖相同步電路為后續電力系統的監控提供及時準確的信號參數依據。