[實用新型]一種電網電壓鎖相電路

有效

• 申請號: 201420734129.0
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN204349970U
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 張守勇;姜衛東
• 申請（專利權）人: 安徽皖宏電氣設備有限公司
• 主分類號: H03L7/18
• 分類號: H03L7/18
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本實用新型涉及一種電網電壓鎖相電路。

背景技術

在現代電力電子技術中，經常要對電網電壓進行鎖相，顧名思義，其基本功能是跟蹤鎖定交流信號的相位。且在必要時還可提供有關信號的頻率信息。特別是在大規模新能源并網發電場合，為了實現其網側有功和無功的控制，需要動態獲取電網電壓的相位信息，這樣就要求對電網電壓進行鎖相。鑒于鎖相電路在變流技術中的重要性，越來越多的的學者對其進行研究，提出了諸多鎖相電路的設計方案。從而使鎖相電路的性能也不斷的改善。

從實現方式上來看，鎖相一般可分為硬件鎖相和軟件鎖相，而軟件鎖相的技術思想一般來源于硬件鎖相。本發明一種電網電壓鎖相電路是一種硬件鎖相電路，通過實時檢測電源電壓的過零點和頻率，根據檢測的過零點和頻率信息來跟蹤電壓的相位，進而實現鎖相的功能。本發明的特點在于用一種簡單低成本的電路實現了電網電壓鎖相。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種低成本、較少元器件的電網電壓鎖相電路。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種電網電壓鎖相電路，包括光耦P1、電源+5V、穩壓二極管DZ1、電阻R1、R2、R3；

電阻R1的一端為連接到電網輸入電壓Vin+，電阻R1的另一端通過電阻R2與光耦P1的發光二極管陽極連接；光耦P1的發光二極管陰極與電網電壓Vin-連接；穩壓二極管DZ1的陰極連接到電阻R1與電阻R2的連接處，穩壓二極管DZ1的陽極與光耦P1的發光二極管陽極連接；

光耦P1的三極管集電極通過電阻R3與電源+5V連接，且光耦P1的三極管集電極為信號輸出端Vout；光耦P1的三極管發射極接地。

作為優選，光耦P1為TLP521。

作為優選，穩壓二極管DZ1為MA4033穩壓二級管。

本實用新型的有益效果是：

與現有技術相比，本實用新型通過輸入電壓在正半周時光耦導通，輸入電壓負半周時光耦關斷的方式實現鎖頻和鎖相，電路簡單，可靠性高，價格低廉。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1是本實用新型電網電壓鎖相電路實施例的電路原理圖。

圖2是本實用新型電網電壓鎖相電路實施例的輸入電壓信號與輸出電平信號的對應關系的原理圖。

具體實施方式

圖1是一種電網電壓鎖相電路，由光耦TLP521、電源+5V、穩壓二極管DZ1、電阻R1、R2、R3組成。

在光耦的原邊：電阻R1的一端與輸入電網電壓Vin+連接，電阻R1的另一端與電阻R2一端連接，電阻R2的另一端與光耦TLP521的引腳1連接，光耦TLP521的引腳2與輸入電網電壓Vin-連接。穩壓二極管DZ1的陰極連接到電阻R1與電阻R2的連接處，穩壓二極管DZ1的陽極與光耦P1的引腳2連接。

在光耦的副邊：電源+5V與電阻R3連接，電阻R3的另一端與光耦TLP521的引腳3連接，光耦TLP521的引腳3作為信號輸出端Vout，光耦TLP521的引腳4接地。

穩壓二極管DZ1選用MA4033穩壓二級管，或者采用功率更大的穩壓二級管。

工作原理：

在光耦TLP521的原邊，輸入電壓Vin+和Vin-構成一條回路，當輸入電壓為正時，電流由Vin+流向Vin-，其中一條支路流經電阻R1和光耦TLP521原邊的發光二極管，另一條支路流經穩壓二極管DZ1。穩壓二極管的作用是當電阻R1和光耦TLP521原邊的發光二極管的串聯支路電壓超過3.3V時，將其穩到3.3V。

當輸入電壓為負時，電流由Vin-通過穩壓管DZ1，再經過電阻R1流向Vin+。

如圖2所示，在光耦TLP521的副邊，當輸入電壓為正時，電流由Vin+流向Vin-，光耦TLP521的原邊發光二極管發光，光耦副邊的三極管導通，副邊電路的電流由電源+5V經電阻R3，再經過光耦副邊的三極管流向地。此時輸出信號Vout為0V。

當輸入電壓為負時，電流由Vin-通過穩壓管DZ1，在經過電阻R1流向Vin+，光耦TLP521原邊的二極管不發光，光耦TLP521副邊的三極管不導通，不形成回路。此時的輸出信號為5V。

輸出信號Vout接入控制芯片，首先檢測信號周期Ts，由5V跳變到0V時，電壓的相位為0度，從此時計時，在T1時刻的角度θ＝T1/Ts×360。