[發明專利]一種智慧型的硬件可控濾波電路

在審

• 申請號: 201711109620.9
• 申請日: 2017-11-11
• 公開（公告）號: CN107733398A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 成都優力德新能源有限公司
• 主分類號: H03H9/46
• 分類號: H03H9/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，尤其涉及一種智慧型的硬件可控濾波電路。

背景技術

早期的諧波檢測都是采用濾波器來實現的，存在著易受干擾、檢測諧波次數少等缺陷。當軟件FFT(快速傅里葉變換)算法出現后，由于克服了硬件諧波檢測方式的缺陷，因而得到了廣泛應用，目前大部分智能供電系統中諧波檢測和分析都采用該軟件算法實現。但在實際應用中，由于軟件FFT算法需要一個完整基波周期的數據，且如需檢測的諧波次數升高，采樣點必須成倍增加，繼而會產生占用處理器內存空間大、數據運算時間長、頻譜混疊等問題，這勢必會給CPU增加很大的負荷，甚至有可能影響到控制系統的實時性和穩定性，而換用高性能的處理器必然會增加系統的成本。

對信號的頻率具有選擇性的電路稱為濾波電路，它能使某特定頻率范圍內的信號通過，阻止此頻率范圍以外的信號通過.根據通帶頻率的不同可分為低通(LPF)、高通(HPF)、帶通(BPF)與帶阻(BEF)四種濾波電路，根據濾波電路中有無有源元件又可以分為有源濾波器和無源濾波器.無源濾波是通過電感和電容的匹配而對某次諧波電流構成一個低阻態通路，無源濾波成本低、運行穩定，但是諧波濾除率一般只有80；有源濾波能有效抵消系統諧波，對于小功率低頻信號，有源濾波比無源濾波電路整體性能更好、濾除諧波功能更強。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷和不足，本發明的目的在于，提供一種智慧型的硬件可控濾波電路，本發明具有良好的濾波、放大、反饋、調節功能，在低頻信號信息處理、數據傳輸、抑制干擾等方面都可以得到廣泛應用

為了實現上述任務，本發明采用如下的技術解決方案：

一種智慧型的硬件可控濾波電路，其特征在于，由運算放大器A1，電阻R1、R2和R3、電容C1和C2以及芯片I1電路組成，輸入信號Vin經過電阻R1與運算放大器A1的正相輸入端(9)相連，電路信號輸出端Vout與A1的輸出端(12)相連；所述的運算放大器A1的正電源端(13)接+5V電源，A1的負電源端(11)接-5V電源；所述的電阻R1串聯在信號輸入端Vin與A1正相輸入端(9)之間，所述電阻R2串聯在電容C1與地之間，所述電阻R3接在A1反相輸入端(10)與其輸出端(12)之間；所述電容C1接在電阻R1與電阻R2之間，所述電容C2接在A1輸出端(4)與地之間；所述芯片I1的(0)端接微處理器的控制信號Vc，芯片I1的(1)、(2)、(3)、(4)端同時與運算放大器A1的正相輸入端1相連，芯片I1的(5)、(6)、(7)、(8)端分別通過可變電阻與運算放大器A1的正相輸出端4相連；所述運算放大器A1的型號為ICL7650S芯片；所述芯片I1為四雙向模擬開關CD4066芯片。

本發明的有益效果是：

CD4066是4路雙向模擬開關，控制端輸入高電平時該路導通，輸入低電平時該路關斷，通過單片機提供的控制信號可控制電路的導通與關斷，將不同阻值的電阻接入電路，即可構成不同中心頻率的帶通濾波器，從而可以“挑出”相應次數的諧波進行檢測。

可控濾波電路設計的關鍵在于首先能夠對多個不同頻率的諧波信號分別進行檢測，其次是能夠對這些諧波信號進行循環檢測。通過改變電阻的阻值即可改變濾波器的中心頻率，且這3個電阻的阻值大致相同。在實際應用中，由于CD4066芯片存在內阻以及其他干擾因素，直接采用計算所得電阻值進行濾波效果并不理想，需要對電阻值的大小進行適當微調。通過單片機向模擬開關CD4066發送控制信號控制某一路電阻的通斷即可檢測待測信號中是否存在3次、5次、7次、9次中的任意次諧波，也可對這4種諧波信號進行循環檢測。如需檢測其他次數的諧波或者對更多路不同的諧波進行循環檢測時，只需改變電阻阻值、增設CD4066芯片即可。如果需要檢測的諧波次數比較多，也可考慮使用數控電位器來實現。

該智慧型的硬件可控濾波電路結構簡單、成本低廉，具有良好的濾波、放大、反饋、調節功能，在低頻信號信息處理、數據傳輸、抑制干擾等方面都可以得到廣泛應用。

附圖說明

以下結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的解釋說明。

圖1是智慧型硬件可控濾波電路的原理圖。

具體實施方式