申请/专利权人：国网安徽省电力有限公司无为市供电公司

申请日：2017-12-27

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN107966612B

主分类号：G01R25/00

分类号：G01R25/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2024.05.28#专利申请权的转移;2018.11.20#著录事项变更;2018.05.22#实质审查的生效;2018.04.27#公开

摘要：本发明提供了一种斩波相位检测电路，包括：电压采样器，用于将输入周期电压信号V_bus的电压采样至低压采样信号V_s；所述电压采样器连接设置PWM发生器，用于根据低压采样信号产生PWM波；所述PWM发生器连接设置PWM‑V转换器，用于根据PWM波的占空比，转化为直流电压信号Vo。本发明设置PWM发生器，将模拟电压对比于相位斩波电压，转化为PWM波形，PWM波形的占空比表达了模拟电压在特定的斩波相位下的相位信息，本发明又将占空比以正比例关系，通过PWM‑V转换器转化为直流电压信号Vo，直观的表示出了模拟电压在特定的斩波相位下的相位信息，且本发明具有动态响应速度快、线性范围宽的优点。

主权项：1.一种斩波相位检测电路，其特征在于，包括：电压采样器，所述电压采样器，用于将输入周期电压信号V_bus的电压采样至低压采样信号V_s；所述电压采样器连接设置PWM发生器，用于根据低压采样信号产生PWM波；所述PWM发生器连接设置PWM-V转换器，用于根据PWM波的占空比，转化为直流电压信号Vo。

全文数据：一种斩波相位检测电路技术领域[0001]本发明涉及周期波相位信号检测领域，具体涉及一种斩波相位检测电路。背景技术[0002]周期波相位检测是用于提取斩波周期信号的相位信息，并去掉幅度信息，一般需要固定幅度的正弦信号发生器，通过闭环控制并将其相位与输入周期信号同步，其系统复杂，响应速度慢，迫切需要加以改进。发明内容[0003]为解决上述问题，本发明提供了一种斩波相位检测电路，具体来说为一种开环斩波相位检测电路。本发明的斩波相位检测电路，在允许的精度范围内结构极其简单，可靠性高，具体来讲，其设置PWM发生器，将模拟电压对比于相位斩波电压，转化为PWM波形，PWM波形的占空比表达了模拟电压在特定的斩波相位下的相位信息，同时本发明又将占空比以正比例关系，通过PWM-V转换器转化为直流电压信号Vo,直流电压信号Vo直观的表示出了模拟电压在特定的斩波相位下的相位信息，且本发明具有动态响应速度快、线性范围宽的优点。[0004]为实现所述技术目的，本发明的技术方案是：一种斩波相位检测电路，包括：电压采样器，所述电压采样器，用于将输入周期电压信号V_bus采样至低压采样信号V_s;[0005]所述电压采样器连接设置PWM发生器，用于根据低压采样信号产生PWM波；[0006]所述PWM发生器连接设置PWM-V转换器，用于根据PWM波的占空比，转化为直流电压信号Vo。[0007]进一步，所述电压采样器包括串联设置的第一电阻R0和第二电阻R1组成，第一电阻R0接地，第二电阻R1连接至所述输入周期电压信第一电阻R0和第二电阻R1之间输出为低压采样信号Vs。[0008]作为本发明的优选，基于上述内容，不同的是，所述PWM发生器采用比较器；[0009]设定相位斩波电压v_ref，比较器的输入端分别连接至低压采样信号v_s和相位斩波电压V_ref，用于比较低压采样信号V_s和相位斩波电SV_ref的大小关系；比较器的输出端输出为PWM波。[0010]进一步，所述比较器在低压采样信号V_s大于相位斩波电压V_ref时输出高电平；在低压采样信号V_s小于相位斩波电压V_ref时输出低电平;高电平和低电平组成了PWM波。[0011]进一步，所述高电平时间为tl，所述输入周期电压信号V_bus的电压周期为t2,则高电平占空比为tlt2;所述PWM-V转换器根据占空比tlt2,将PWM波转化为直流电压信号Vo〇[0012]进一步，所述直流电压信号Vo和所述占空比tlt2为线性正比例关系。[0013]作为本发明的一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，所述PWM发生器采用稳压管D1;[0014]稳压管D1正端接地，负端连接低压采样信号V_s归一化幅度，且负端输出为PWM波。[0015]作为本发明的一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，所述PWM_V转换器为RC滤波电路；[0016]RC滤波电路由第三电阻R2和电容c—int串联组成，第三电阻R2连接至PWM波，第三电阻R2和电容C_int之间输出为直流电压信号Vo。—[0017]作为本发明的一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，所述pfM-v转换器包括反相器、Nmos管、第一恒流管I_biasl、第二恒流管I_bias2、第四电阻R3和电容C_int;[0018]反相器的输入端连接至PWM波，反相器的输出端连至Nmos管的栅极，Nmos管的漏极通过第一恒流管I_biasl接驱动电源，Nmos管的源极通过第二恒流管i_bias2接地;Nmos管的漏极通过第四电阻R3接地，电容C_int并联至第四电阻R3两端；电容C_int正端输出为直流电压信号Vo。[0019]本发明的有益效果在于：[0020]本发明的斩波相位检测电路，在允许的精度范围内结构极其简单，可靠性高。具体来讲，其设置PWM发生器，将模拟电压对比于相位斩波电压，转化为PWM波形，PWM波形的占空比表达了模拟电压在特定的斩波相位下的相位信息，同时本发明又将占空比以正比例关系，通过PWM-V转换器转化为直流电压信号Vo，直流电压信号Vo直观的表示出了模拟电压在特定的斩波相位下的相位信息，且本发明具有动态响应速度快、线性范围宽的优点。附图说明[0021]图1是本发明的斩波相位检测电路模块原理图；[0022]图2是本发明以比较器作为PWM发生器的连接关系示意图；[0023]图3是本发明以稳压管作为PWM发生器的连接关系示意图；[0024]图4是本发明以RC滤波电路作为PWM-V转换器的连接关系示意图；[0025]图5是本发明主要以Nmos管组成的PWM-V转换器的连接关系示意图；[0026]图6是一种输入周期电压信号V_bus的示例图；[0027]图7是本发明以图6中的输入周期电压信号V_bus电压波形示例图形成的V_s电压波形图；[0028]图8是本发明图7中V_s电压波形图和V_ref电压比较图；[0029]图9是本发明以图7中V_s电压波形图形成的PWM波；[0030]图10是本发明的直流电压信号Vo和PWM波占空比的关系图。具体实施方式[0031]下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。[0032]一种斩波相位检测电路，如图1所示，包括：电压采样器，所述电压采样器，用于将输入周期电压信号V_bus采样至低压采样信号V_s;以便下述比较器对低压采样信号V_s进行比较，且增大了线性范围。[0033]所述电压采样器连接设置PWM发生器，用于根据低压采样信号产生PWM波；[0034]所述PWM发生器连接设置PWM-V转换器，用于根据PWM波的占空比，转化为直流电压信号Vo。[0035]进一步，所述电压采样器包括串联设置的第一电阻R0和第二电阻R1组成，第一电阻R0接地，第二电阻R1连接至所述输入周期电压信号V_bus，第一电阻R〇和第二电阻R1之间输出为低压采样信号V_s。[OO36]作为本发明的优选，基于上述内容，不同的是，如图2所示，所述P丽发生器采用比较器；[0037]如图8所示，设定相位斩波电压V_ref，比较器的输入端分别连接至低压采样信号V_s和相位斩波电SV_ref，用于比较低压采样信号V_s和相位斩波电SV_ref的大小关系；比较器的输出端输出为PWM波。[0038]进一步，所述比较器在低压采样信号v_s大于相位斩波电压v_ref时输出高电平；在低压采样信号V_s小于相位斩波电压V_ref时输出低电平;高电平和低电平组成了PWM波。[0039]进一步，所述尚电平时间为tl，所述输入周期电压信号V_bus电压周期为t2,贝!J高电平占空比为tlt2;所述PWM-V转换器根据占空比tlt2,将PWM波转化为直流电压信号Vo。[0040]进一步，如图10所述，所述直流电压信号Vo和所述占空比tlt2为线性正比例关系。[0041]作为本发明的一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，如图3所示，所述PWM发生器采用稳压管D1;[0042]稳压管D1正端接地，负端连接低压采样信号v_s归一化幅度，且负端输出为PWM波。[0043]作为本发明的一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，如图4所示，所述PWM-V转换器为RC滤波电路；[0044]RC滤波电路由第三电阻R2和电容C_int串联组成，第三电阻R2连接至P丽波，第三电阻R2和电容C_int之间输出为直流电压信号Vo。[0045]作为本发明的一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，如图5所示，所述PWM-V转换器包括:反相器、Nmos管、第一恒流管I_biasl、第二恒流管I_bias2、第四电阻R3和电容C_int;[0046]反相器的输入端连接至PWM波，反相器的输出端连至Nmos管的栅极，Ntnos管的漏极通过第一恒流管I_biasl接驱动电源，Nmos管的源极通过第二恒流管I_bias2接地;Nmos管的漏极通过第四电阻R3接地，电容C_int并联至第四电阻R3两端；电容C_int正端输出为直流电压信号Vo。或者说，第四电阻R3—端连接至Nmos管的源极，另一端接地。[0047]作为本发明的一种不例，以图6中的输入周期电压信号¥_13118为例，比较于图8,在比较器在低压采样信号V_s大于相位斩波电压V_ref时输出高电平;在低压采样信号V_s小于相位斩波电SV_ref时输出低电平;高电平和低电平组成了如图9所示的PWM波。[0048]如图10所示，本发明的PWM-V转换器，将占空比tlt2转化为电压信号Vo,且占空比越小，电压信号Vo的值越小，同时占空比和电压信号Vo为线性正比例关系。[0049]对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

权利要求：1.一种斩波相位检测电路，其特征在于，包括：电压采样器，所述电压采样器，用于将输入周期电压信号V_bus的电压采样至低压采样信号V_s;所述电压采样器连接设置PWM发生器，用于根据低压采样信号产生PWM波；所述PWM发生器连接设置PWM-V转换器，用于根据PWM波的占空比，转化为直流电压信号V0o2.根据权利要求1所述的一种斩波相位检测电路，其特征在于，所述电压采样器包括串联设置的第一电阻R0和第二电阻R1组成，第一电阻R0接地，第二电阻R1连接至所述输入周期电压信号V_bus，第一电阻R0和第二电阻R1之间输出为低压采样信号V_s。3.根据权利要求2所述的一种斩波相位检测电路，其特征在于，所述pmi发生器采用比较器；设定相位斩波电压V_ref，比较器的输入端分别连接至低压采样信号V_s和相位斩波电SV_ref，用于比较低压采样信号V_s和相位斩波电SV_ref的大小关系；比较器的输出端输出为PWM波。4.根据权利要求3所述的一种斩波相位检测电路，其特征在于，所述比较器在低压采样信号V_s大于相位斩波电压V_ref时输出高电平;在低压采样信号V_s小于相位斩波电压V_ref时输出低电平;高电平和低电平组成了PWM波。5.根据权利要求3所述的一种斩波相位检测电路，其特征在于，所述高电平时间为tl，所述输入周期电压信的电压周期为t2,则高电平占空比为tlt2;所述PWM-V转换器根据占空比11t2，将PWM波转化为直流电压信号Vo。6.根据根据权利要求5所述的一种斩波相位检测电路，其特征在于，所述直流电压信号V〇和所述占空比tlt2为线性正比例关系。7.根据权利要求2所述的一种斩波相位检测电路，其特征在于，所述PWM发生器采用稳压管D1;稳压管D1正端接地，负端连接低压采样信号V_s归一化幅度，且负端输出为PWM波。8.根据权利要求1所述的一种斩波相位检测电路，其特征在于，所述PWM-V转换器为RC滤波电路；RC滤波电路由第三电阻R2和电容C_int串联组成，第三电阻R2连接至PWM波，第三电阻R2和电容C_int之间输出为直流电压信号Vo。9.根据根据权利要求1所述的一种斩波相位检测电路，其特征在于，所述PWM-V转换器包括反相器、Nmos管、第一恒流管I_biasl、第二恒流管I_bias2、第四电阻R3和电容C_int;反相器的输入端连接至P丽波，反相器的输出端连至Nmos管的栅极，Nmos管的漏极通过第一恒流管I_biasl接驱动电源，Nmos管的源极通过第二恒流管I_bias2接地;Nmos管的漏极通过第四电阻R3接地，电容C_int并联至第四电阻R3两端；电容c_int正端输出为直流电压信号Vo。

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