一种高精度三相交流信号正负过零检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高精度三相交流信号正负过零检测装置，包括正负过零检测电路，其包括：第一光耦器件、第二光耦器件、第一非门、第二非门及或非门，第一光耦器件中的发光二极管与第二光耦器件中的发光二极管反相并联，第一光耦器件中光敏三极管的集电极串联第一非门后接入信号处理单元的第一输入口，第二光耦器件中光敏三极管的集电极串联第二非门后接入信号处理单元的第三输入口，或非门的输入端分别与第一非门、第二非门的输出端连接，或非门的输入端接入信号处理单元的第二输入端。本发明专利技术还公开了一种高精度三相交流信号正负过零检测方法，信号处理单元根据正负过零检测电路输出的信号判断正负过零点。本发明专利技术结构简单，具有较强的抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高精度三相交流信号正负过零检测装置，还涉及一种高精度三相交流信号正负过零检测方法，属于信号检测

技术介绍
现有的交流信号过零检测电路种类繁多，其中利用光耦器件进行过零检测的电路得到广泛的应用。现有光耦器件检测装置是用两个光耦构成，其检测方法是利用交流信号在接近过零点时光耦截止的特性实现过零点的检测。由于光耦的截止并不是严格对应交流信号的过零点，因此存在死区、过零不精确、误差大等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种高精度三相交流信号正负过零检测装置，解决现有技术中光耦器件过零检测存在死区、过零不精确、误差大的技术问题，并且能够对三相交流信号的正负过零点进行检测。为解决上述技术问题，本专利技术提供的高精度三相交流信号正负过零检测装置所采用的技术方案为：包括信号处理单元、连接于待检测三相交流电与信号处理单元之间的三组正负过零检测电路，待检测三相交流电中的任两项组合引出三组正负过零检测端，每一组正负过零检测端连接一组正负过零检测电路；所述正负过零检测电路包括：第一光耦器件、第二光耦器件、第一非门、第二非门以及或非门；第一光耦器件的发光二极管与第二光耦器件的发光二极管反向并联后，连接于对应正负过零检测端之间；第一光耦器件的光敏三极管的集电极串联第一非门后，与信号处理单元的第一输入口连接，第一光耦器件的光敏三极管的发射极接地；第二光耦器件的光敏三极管的集电极串联第二非门后，与信号处理单元的第三输入口连接，第二光耦器件的光敏三极管的发射极接地；所述或非门的两个输入端分别与第一非门的输出端、第二非门的输出端连接，或非门的输出端与信号处理单元的第二输入口连接；第一光耦器件的光敏三极管的集电极、第二光耦器件的光敏三极管的集电极还分别与电源VCC电连接；所述信号处理单元根据第一输入口、第二输入口、第三输入口输出的电平信号检测正负过零点。各所述正负过零检测端串联限流电阻后与对应正负过零检测电路连接。所述第一光耦器件的光敏三极管的集电极、第二光耦器件的光敏三极管的集电极分别串联各自的上拉电阻后与电源VCC电连接。本专利技术还提供了一种高精度三相交流信号正负过零检测方法，是采用上述高精度三相交流信号正负过零装置实现的，具体包括如下步骤：步骤一：设：第一组正负过零检测电路的第一光耦器件的发光二极管的阳极与待检测三相交流电的U端连接，阴极与待检测三相交流电的V端连接；对应的，第一光耦器件的光敏三极管集电极输出的电信号记为：S1，第二光耦器件的光敏三极管集电极输出的电信号记为：S2；第一非门、或非门、第二非门输出的信号分别记为：P1、P2、P3；第二组正负过零检测电路的第一光耦器件的发光二极管的阳极与待检测三相交流电的U端连接，阴极与待检测三相交流电的W端连接；对应的，第一光耦器件的光敏三极管集电极输出的电信号记为：S3，第二光耦器件的光敏三极管集电极输出的电信号记为：S4；第一非门、或非门、第二非门输出的信号分别记为：P4、P5、P6；第三组正负过零检测电路的第一光耦器件的发光二极管的阳极与待检测三相交流电的V端连接，阴极与待检测三相交流电的W端连接；对应的，第一光耦器件的光敏三极管集电极输出的电信号记为：S5，第二光耦器件的光敏三极管集电极输出的电信号记为：S6；第一非门、或非门、第二非门输出的信号分别记为：P7、P8、P9；步骤二：定义如下标志flag1、flag2、flag3、flag4、flag5、flag6，并条件赋值如下：(1)S1上升沿时，设置flag1=1，flag2=0；S2上升沿时，设置flag1=0，flag2=1；(2)S3上升沿时，设置flag3=1，flag4=0；S4上升沿时，设置flag3=0，flag4=1；(3)S5上升沿时，设置flag5=1，flag6=0；S6上升沿时，设置flag5=0，flag6=1；步骤三：信号处理单元对方波信号P2、P5、P8的脉冲宽度进行测量，计数值分别为N1、N2、N3；步骤四：根据(N1)/2时，flag1、flag2的值，判断UV端的正负过零点，具体如下：（1）若flag1=1，flag2=0，则通过其I/O输出口1输出窄脉冲Q1，Q1对应交流信号U、V的负向过零点；（2）若flag1=0，flag2=1，则通过其I/O输出口2输出窄脉冲Q2，Q2对应交流信号U、V的正向过零点；步骤五：根据(N2)/2时，flag3、flag4的值，判断UW端的正负过零点，具体如下：（1）若flag3=1，flag4=0，则通过其I/O输出口3输出窄脉冲Q3，Q3对应交流信号U、W的负向过零点；（2）若flag3=0，flag4=1，则通过其I/O输出口4输出窄脉冲Q4，Q4对应交流信号U、W的正向过零点；步骤六：根据(N2)/2时，flag5、flag6的值，判断VW端的正负过零点，具体如下：（1）若flag5=1，flag6=0，则通过其I/O输出口5输出窄脉冲Q5，Q5对应交流信号V、W的负向过零点；（2）若flag5=0,flag6=1，则通过其I/O输出口6输出窄脉冲Q6，Q6对应交流信号V、W的正向过零点。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：结构简单、稳定可靠，使用方便，具有较强的抗干扰能力。附图说明图1是本专利技术提供的高精度三相交流信号正负过零检测装置的电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，高精度三相交流信号正负过零检测装置，包括信号处理单元和三组正负过零检测电路。优选的，信号处理单元的型号为：EPM240GT100C5。为了对三相交流信号U、V、W中的任两相间的正负过零点进行检测，分别引出UV、UW、VW三个正负过零检测端，与三组正负过零检测电路一一对应连接，具体连接关系如下：对于第一组正负过零检测电路：第一光耦器件U1的发光二极管的阳极串联限流电阻R1、R2后与待检测三相交流信号的U端连接，阴极与待检测三相交流信号的V端连接。第一光耦器件U1的光敏三极管的集电极串联上拉电阻R3后与电源VCC连接，串联第一非门G1后接入信号处理单元的I/O输入口1，第一光耦器件U1的光敏三极管的发射极接地。第二光耦器件U2的发光二极管的阳极与待检测三相交流信号的V端连接，阴极与第一光耦器件U1的发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度三相交流信号正负过零检测装置，其特征在于，包括信号处理单元、连接于待检测三相交流电与信号处理单元之间的三组正负过零检测电路，待检测三相交流电中的任两项组合引出三组正负过零检测端，每一组正负过零检测端连接一组正负过零检测电路；所述正负过零检测电路包括：第一光耦器件、第二光耦器件、第一非门、第二非门以及或非门；第一光耦器件的发光二极管与第二光耦器件的发光二极管反向并联后，连接于对应正负过零检测端之间；第一光耦器件的光敏三极管的集电极串联第一非门后，与信号处理单元的第一输入口连接，第一光耦器件的光敏三极管的发射极接地；第二光耦器件的光敏三极管的集电极串联第二非门后，与信号处理单元的第三输入口连接，第二光耦器件的光敏三极管的发射极接地；所述或非门的两个输入端分别与第一非门的输出端、第二非门的输出端连接，或非门的输出端与信号处理单元的第二输入口连接；第一光耦器件的光敏三极管的集电极、第二光耦器件的光敏三极管的集电极还分别与电源VCC电连接；所述信号处理单元根据第一输入口、第二输入口、第三输入口输出的电平信号检测正负过零点。

【技术特征摘要】
1.一种高精度三相交流信号正负过零检测装置，其特征在于，包括信号处理单元、连接
于待检测三相交流电与信号处理单元之间的三组正负过零检测电路，待检测三相交流电中
的任两项组合引出三组正负过零检测端，每一组正负过零检测端连接一组正负过零检测电
路；
所述正负过零检测电路包括：第一光耦器件、第二光耦器件、第一非门、第二非门以及
或非门；第一光耦器件的发光二极管与第二光耦器件的发光二极管反向并联后，连接于对
应正负过零检测端之间；第一光耦器件的光敏三极管的集电极串联第一非门后，与信号处
理单元的第一输入口连接，第一光耦器件的光敏三极管的发射极接地；第二光耦器件的光
敏三极管的集电极串联第二非门后，与信号处理单元的第三输入口连接，第二光耦器件的
光敏三极管的发射极接地；所述或非门的两个输入端分别与第一非门的输出端、第二非门
的输出端连接，或非门的输出端与信号处理单元的第二输入口连接；
第一光耦器件的光敏三极管的集电极、第二光耦器件的光敏三极管的集电极还分别与
电源VCC电连接；
所述信号处理单元根据第一输入口、第二输入口、第三输入口输出的电平信号检测正
负过零点。
2.根据权利要求1所述的高精度三相交流信号正负过零检测装置，其特征在于，各所述
正负过零检测端串联限流电阻后与对应正负过零检测电路连接。
3.根据权利要求1所述的高精度三相交流信号正负过零检测装置，其特征在于，所述第
一光耦器件的光敏三极管的集电极、第二光耦器件的光敏三极管的集电极分别串联各自的
上拉电阻后与电源VCC电连接。
4.一种采用权利要求1~3中任一项所述的高精度三相交流信号正负过零检测装置进行
过零检测的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：设：
第一组正负过零检测电路的第一光耦器件的发光二极管的阳极与待检测三相交流电
的U端连接，阴极与待检测三相交流电的V端连接；对应的，第一光耦器件的光敏三极管集电
极输出的电信号记为：S1，第二光耦器件的光敏三极管集电极输出的电信号记为：S2；第一
非门、或非门、第二非门输出的信号分别记为：P1、P2、P3；
第二组正负过零检测电路的第一光耦器件的发光二极管的阳极与待检测三相交流电
的U端连接，阴极与待检测三相交流电的W端连接；对应的，第一光耦器件的光敏三极管集电
极输出的电信号记为：S3，第二光耦器件的光敏三极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄家才，李海彬，张玎橙，吴江涛，王琳，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32