專利名稱：工頻交流電周期變化的捕捉方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種工頻交流電周期變化的捕捉方法，尤其是涉及一種基于電流比較，能消除電網虛電壓干擾的工頻交流電周期變化的捕捉方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種工頻交流電周期變化的捕捉方法，包括實現(xiàn)該方法的由整流器、恒流轉換器、電流比較器組成的工頻交流電周期的捕捉電路，其特征在于，該方法至少包括以下步驟a.將工頻交流電通過整流器進行整流后輸出到恒流轉換器；b.當輸入恒流轉換器的能量達到設定的電壓值，恒流轉換器輸出恒定電流I0；c.在電流比較器的輸入端輸入由恒流轉換器輸出的恒流電流I0與恒流轉換器設定的基準電流進行比較；電流比較器輸出方波是工頻交流周期變化的信號，再將該信號輸入微處理器進行后繼處理工作。
上述的工頻交流電周期變化的捕捉方法，其中，所述的恒流轉換器輸入端與恒流轉換器的U0端之間的壓差大于3V；恒流轉換器的U0端與輸出端之間的壓差保持在1.25V。
上述的工頻交流電周期變化的捕捉方法，其中，所述的電流比較器設定的基準電流值為電流比較器的導通電流值。
一種用于實現(xiàn)上述方法的工頻交流電周期的捕捉電路，包括整流器、恒流轉換器、電流比較器，其特征在于所述的整流器的輸入端與工頻交流電源連接，其輸出端分別與恒流轉換器的輸入端和電流比較器的輸入端連接，所述的恒流轉換器的輸出端與電流比較器的輸入端連接。
上述的工頻交流電周期的捕捉電路，其中，所述的整流器為一整流二極管D1，該管的正極接交流電源，經該二極管半波整流后輸出。
上述的工頻交流電周期的捕捉電路，其中，所述的恒流轉換器由一集成恒流源芯片U1與一電阻R1組成，恒流轉換器的輸入端1與整流二極管D1的負極連接，恒流轉換器的輸出端3與端2之間連接電阻R1。
上述的工頻交流電周期的捕捉電路，其中，所述的電流比較器為一光電耦合管U2與一電阻R2組成，光電耦合管U2的輸入端1與恒流轉換器U1的輸出端連接，光電耦合管的輸出端3與+5V電源之間串聯(lián)一電阻R2。
本發(fā)明由于采用了上述的技術方案，使之與現(xiàn)有技術相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果本發(fā)明由于采用電流比較法，在實現(xiàn)該方法設有的工頻交流電周期的捕捉電路中設有恒流轉換器和電流比較器，當外界產生虛電壓干擾信號，對輸入得交流電能量影響極小，對恒流轉換器的輸出電流大小影響很微弱，不會改變恒流轉換器輸出電流的狀態(tài)，很難使電流比較器的輸出方波產生誤翻轉，從而精確地捕捉工頻交流電周期變化。
圖3是用于實現(xiàn)工頻交流電周期變化的捕捉方法的電路原理圖。
圖4是用于工頻交流電周期變化的捕捉方法的電路輸入輸出電壓、電流波形圖。
外界產生虛電壓干擾信號，雖然對交流電壓幅度產生較大影響，但因其信號內阻很大、能量很小，所以對V/I恒流轉換器的輸出電流大小影響很微弱，很難使電流比較器的輸出方波產生誤翻轉。這就避免了使用電平信號比較法易受干擾信號影響出現(xiàn)誤翻轉的現(xiàn)象。
參見圖2，一種用于實現(xiàn)上述方法的工頻交流電周期的捕捉電路，包括整流器D1、恒流轉換器U1、電流比較器U2，整流器U1的輸入端與工頻交流電源連接，其輸出端分別與恒流轉換器U1的輸入端和電流比較器U2的輸入端連接，所述的恒流轉換器U1的輸出端與電流比較器U2的輸入端連接。
參見圖3，所述的整流器為一整流二極管D1，該管的正極接交流電源，經該二極管半波整流后輸出。所述的恒流轉換器U1由一集成恒流源芯片(型號為LM317)與一電阻R1組成，恒流轉換器的輸入端1與整流二極管D1的負極連接，恒流轉換器的輸出端3與端2之間連接電阻R1；電流比較器為一光電耦合管U2(型號為521)與一電阻R2組成，光電耦合管U2的輸入端1與恒流轉換器U1的輸出端連接，光電耦合管的輸出端3與+5V電源之間串聯(lián)一電阻R2。
工頻交流電壓Uin輸入二極管D1對工頻交流電進行半波整流；當Uin為逐漸上升的正電壓時，二極管D1正向導通；當從恒流轉換器的輸入端1輸入的能量達到一定程度，使恒流轉換器的Vi輸入端1與Vo端3之間的電壓差Vi-Vo大于3V，恒流轉換器的Vo端3與ADJ端2之間的電壓差Vref能保持在1.25V。這樣，恒流轉換器有恒定的的輸出電流Io＝Vref/R2；R2＝120歐姆，Io約為10毫安，可使光電耦合管導通，輸出電壓Uout就為0。當工頻交流電壓Uin為逐漸下降的正電壓，電源供給恒流轉換器的能量逐漸減少。當電壓差Vi-Vo小于3V，Vref為0，則恒流轉換器無電流輸出，光電耦合管斷開，輸出電壓Uout保持為5V。當工頻交流電壓Uin為負電壓，二極管D1截止，無電流輸出，輸出電壓Uout保持為5V。
參見圖4，在本實施例中，從光電耦合管輸出電壓Uout的波形可以看出，工頻交流電的周期為t2-t1。作為電流比較器的光電耦合管的導通電流就是基準電流值，只有輸入恒流轉換器的電源能量達到一定值時，恒流轉換器才能輸出大于導通電流的恒穩(wěn)電流Io，使輸出端的電平Uout產生跳變。而能量很小干擾信號對恒流轉換器的輸出電流Io不起任何作用，就也不能改變輸出電壓Uout的狀態(tài)。光電耦合管輸出電壓Uout可以輸出到微處理器中，檢測兩個上升沿跳變的時間差即可確定工頻交流電的周期及其變化。
綜上所以，本發(fā)明提出的工頻交流電周期變化捕捉方法及用于實現(xiàn)該方法的工頻交流電周期的捕捉電路，能消除干擾信號對工頻交流電周期變化捕捉過程的影響，從而提高了工頻交流電周期捕捉的精確性。
權利要求
1.一種工頻交流電周期變化的捕捉方法，包括實現(xiàn)該方法的由整流器、恒流轉換器、電流比較器組成的工頻交流電周期的捕捉電路，其特征在于，該方法至少包括以下步驟a.將工頻交流電通過整流器進行整流后輸出到恒流轉換器；b.當輸入恒流轉換器的能量達到設定的電壓值，恒流轉換器輸出恒定電流I0；c.在電流比較器的輸入端輸入由恒流轉換器輸出的恒流電流I0與恒流轉換器設定的基準電流進行比較；電流比較器輸出方波是工頻交流周期變化的信號，再將該信號輸入微處理器進行后繼處理工作。
2.根據(jù)權利要求1所述的工頻交流電周期變化的捕捉方法，其特征在于，所述的恒流轉換器輸入端與恒流轉換器的U0端之間的壓差大于3V；恒流轉換器的U0端與輸出端之間的壓差保持在1.25V。
3.根據(jù)權利要求1所述的工頻交流電周期變化的捕捉方法，其特征在于，所述的電流比較器設定的基準電流值為電流比較器的導通電流值。
4.一種用于實現(xiàn)上述方法的工頻交流電周期的捕捉電路，包括整流器、恒流轉換器、電流比較器，其特征在于所述的整流器的輸入端與工頻交流電源連接，其輸出端分別與恒流轉換器的輸入端和電流比較器的輸入端連接，所述的恒流轉換器的輸出端與電流比較器的輸入端連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的工頻交流電周期的捕捉電路，其特征在于，所述的整流器為一整流二極管(D1)，該管的正極接交流電源，經該二極管半波整流后輸出。
6.根據(jù)權利要求4所述的工頻交流電周期的捕捉電路，其特征在于，所述的恒流轉換器由一集成恒流源芯片(U1)與一電阻R1組成，恒流轉換器的輸入端1與整流二極管D1的負極連接，恒流轉換器的輸出端3與端2之間連接電阻R1。
7.根據(jù)權利要求4所述的工頻交流電周期的捕捉電路，其特征在于，所述的電流比較器為一光電耦合管(U2)與一電阻R2組成，光電耦合管(U2)的輸入端1與恒流轉換器(U1)的輸出端連接，光電耦合管的輸出端3與+5V電源之間串聯(lián)一電阻R2。
全文摘要
一種工頻交流電周期變化的捕捉方法，包括實現(xiàn)該方法的由整流器、恒流轉換器、電流比較器組成的工頻交流電周期的捕捉電路，其特征在于，該方法至少包括以下步驟第一，將工頻交流電通過整流器進行整流后輸出到恒流轉換器；第二，當輸入恒流轉換器的能量達到設定的電壓值，恒流轉換器輸出恒定電流I
文檔編號G01F1/56GK1450341SQ03116540
公開日2003年10月22日 申請日期2003年4月22日 優(yōu)先權日2003年4月22日
發(fā)明者沈天飛, 李斌, 姚駿 申請人:上海大學