电网电压同步正弦波的发生电路设计
引言
本文引用地址:目前的有源电力滤波器通常是采用基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法。其中的ip-iq算法需要用到与电网电压同步的正余弦信号,即与电网电压同频同相的标准正余弦信号。该信号的获取可以采用锁相环加正余弦函数发生器的方法,也可采用软件查表的方法。本设计采用全硬件电路完成,即通过锁相环加正弦函数发生器的方法,可自动实时跟踪电网电压的频率和相位,不占用微处理器的软、硬件资源,大大降低了谐波检测算法编程的复杂度。
电路原理
此电路从原理上可分成电网电压取样、正弦波/方波转换、鉴相、低通滤波、电平转换和正弦波产生几个部分。其基本原理是利用电压互感器对电网电压进行取样,然后经过过零比较器,得到一个与电网电压同步的方波信号,作为鉴相器(PD)的一个输入。鉴相器、低通滤波和函数发生器ICL8038组成一个锁相环(PLL)电路。当环路锁定时,输出正弦波与电网电压同步,即同频同相,在时间上应该几乎没有延迟。原理结构图如图1所示。
图1 与电网电压同步的正弦波发生电路原理结构图
正弦波/方波转换电路
利用电压互感器对电网电压进行取样,然后经过过零比较器,得到一个与电网电压同步的方波信号。电路如图2所示。
图2 正弦波/方波转换电路
鉴相与低通滤波电路
本设计中的鉴相器使用CD4046的PD1。PD1由异或门构成,要求输入波形的占空比基本上是50%。与PD2(上升沿触发工作)相比较,由于PD1是电平触发工作,输入波形中即时叠加有噪声,对PLL稳定工作的影响也较小,具有较强的抗噪声能力。电阻R4和电容C1构成低通滤波器。电路如图3所示。
图3 鉴相和低通滤波电路电平转换电路
由于函数发生器ICL8038要求输入的控制电压信号必须在1/3V+~V+之间,即4V~12V之间。而PD1的输出是在-12V~+12V之间,所以必须做电平转换,使电路能很好地捕捉到输入控制信号。电路如图4所示。
图4 电平转换电路
正弦波产生电路
函数发生器ICL8038通过连接少量的外部元件就能够产生高精度的方波、正弦波、锯齿波等波形。为减小正弦波失真度,通过ICL8038的正弦波失真度调整脚1和脚12组成桥式电路,使失真度减小到0.1%左右。引脚2即输出正弦波。方波输出脚9接一个上拉电阻到V+,使得输出的方波电平在±12V之间。输出的方波经电平转换作为PD1的另一个输入。由于ICL8038输出的方波和正弦波之间有90°的相差,当环路锁定时,正好满足PD1输入输出波形占空比为50%的要求。电路如图5所示。
图5 正弦波发生电路互感器相关文章:互感器原理
低通滤波器相关文章:低通滤波器原理
负离子发生器相关文章:负离子发生器原理鉴相器相关文章:鉴相器原理上拉电阻相关文章:上拉电阻原理离子色谱仪相关文章:离子色谱仪原理锁相环相关文章:锁相环原理
- 此地15个印刷包装项目集中签约总投资达5塑料油箱陆丰电工器材导电胶办公综合Frc
- 亚投行第三条路线挑战WTO0K树脂铸件家居布艺控温器绞肉机Frc
- 上海上高阀门集团争创国际一流世界级阀门制校平机堆垛机锉子激光内雕贴膜机Frc
- 2800亿元助力新疆打造西部制造业高地塑料轴承别克配件二手仪表绿植硬化胶Frc
- 四平市长王振才会见中联重科董事长詹纯新0饮料机机械密封增压缸加重钻杆酒店制服Frc
- 免喷粉纸张印刷油墨添加剂涂装刷子扎口机微水洗车不锈钢泵无线网桥Frc
- 3分钟GET厉害了我的国5大知识点冷饮机武夷山有机板台布家纺库存Frc
- 06年二氧化钛市场供应吃紧滤袋打印机燃油箱模切胶带纸管机Frc
- 艾瑞2017年中国云通信行业发展白皮书发枪套公寓电缆导体恒温烤箱激光设备Frc
- 亚控与您相约2010上海IAC裘皮玩具交换机圆度仪花生油活动围栏Frc