一种AC电压掉电的快速检测方法技术

本发明专利技术公开了一种AC电压掉电的快速检测方法，包括以下步骤：对AC电源进行电压采样，得到AC电源的最大工作电压峰值Umax、最小工作电压峰值Umin和角频率ω；进而得到AC电源的两条限值曲线，

A fast detection method for AC voltage drop

The invention discloses a fast detection method for AC voltage power off, which comprises the following steps: sampling AC power supply voltage to obtain the maximum operating voltage peak Umax, the minimum operating voltage peak Umin and the angular frequency_, and then obtaining two limit curves of AC power supply.

【技术实现步骤摘要】
一种AC电压掉电的快速检测方法[
]本专利技术涉及电网的并网装置，尤其涉及一种AC电压掉电的快速检测方法。[
技术介绍
]随着太阳能光伏、风能等可再生能源的广泛应用，有效缓解了能源危机。可再生能源应用主要有两种方式：一、通过转换直接给终端设备供电，二、通过转换并网发电。由于可再生能源固有的随机波动性、不稳定性弊病，可再生能源如光伏、风能等多采用第二种方式进行应用。通过转换并网发电，当所并的电网因故障、事故或停电维修跳闸时，需及时检测出电网的停电状态，如果没有迅速将并网发电系统切离所并网电网，就会形成了由光伏发电系统和周围的负载形成的自给供电孤岛。孤岛产生以后，不仅对孤岛电网中进行检修工作的人员形成安全危害，而且对孤岛电网的电能质量产生恶化，存在电压波动、频率波动、电网畸变等现象，对用电设备可靠运行造成影响，形成危害。所以快速检测AC电压掉电对可再生能源的充分利用及电网安全可靠稳定运行有非常关键重要作用。随着物联网、互联网的发展，信息通信设备对供电装置的可靠性要求越来越高，但公用电网因检修、故障等因素无法做到时时为设备供电，目前主要有两种解决方案：一、增加UPS(UninterruptedPowerSupply)供电装置；二、供电装置增加HoldUpTime功能。UPS供电装置保障在电网中断时，启动内部电池对信息通信设备进行供电；HoldUpTime功能在电网中断后，维持一段时间的能量保障信息通信设备做信息安全处理。这两种方式均需要应用快速检测AC电压掉电技术。快速检测AC电压掉电方法对保障UPS不间断供电、降低HoldUPTime功能设计成本有着重要作用。快速检测AC电压掉电及恢复方法目前采用的一种方案是采用降压-整流-滤波-门限判决的方法。其基本原理如图1所示:交流电压经过整流、滤波、阻抗分压后，在C01电容上面产生纹波很小的直流电压，通过U5-A比较器与VREF分压值做比较。当Vc01高于VREF的分压值时，UVP为高电平“1”，代表交流电压正常；当Vc01低于VREF的分压值时，UVP为低电平“0”，代表交流电压欠压或掉电。此方法结构简单，但因有RC滤波延迟环节，判断响应速度较慢。快速检测AC电压掉电及恢复方法目前采用的另一种方案是采用软件将待检测信号与样板正弦电压波形比对判断，如公开号为CN10452016A《电压暂降检测方法和装置》的专利技术申请中采用电压采样变化率的方式进行判定电压是否暂降。它提高了判断速度，但在电压正常范围内存在波动的场合，准确率不高，有误判。公开号为CN1548965A《交流电压欠压检测电路》的专利技术采用快速、慢速滤波器来加快响应速度，减少在电压正常范围内存在波动的场合中的误判。但其工作原理在快速、慢速滤波器设计中，存在交叉选择、通道选择不清的现象，实用价值不高。在实际供电装置设计中，为了满足EMC的需要，交流端口均加有EMC滤波电路，其中X电容是EMC电路中的关键器件。供电装置为了适应全球通用的需要，一般都设计为宽电压输入范围，以单相为例，宽电压输入范围：90-277Vac。当交流电网中断时，X电容储存能量，输入电压越高，X电容存储的能量越大。随着人们节能环保意识的增强，大家对供电装置的空载损耗要求越来越低，以2016年推出的六级能效标准为例，CoCV5对电源适配器(>0.3W且<49W)空载模式下功耗要求<0.075W。供电装置为了满足空载功耗的要求，一般让装置在空载时工作在间歇打嗝模式，在间隔时间内不工作，近似为零功耗，这样就降低了平均功耗。这对以上过往AC电压掉电及恢复检测方法带来一个新问题：因空载模式下功耗低，X电容对交流采样电路产生延迟作用明显。在可再生能源并网应用中，当并网功率较小时，同样存在因X电容储能滤波的影响AC端口电压下降缓慢的情况。以输入电压：U1＝240V、X电容：C＝2.2uF、空载功耗：P＝0.05W为例，进行计算X电容衰减至U2＝90V的放电时间Tdelay。通过计算可知：在空载状态下，因X电容储能滤波的影响，交流电网端口电压需要1秒多的时间，才降到欠压范围，现有通过阀值比较的方法需1秒多的时间才能判定AC是否掉电，无法满足时效性。对公开号为CN101452016A的专利技术申请《电压暂降检测方法和装置》中描述的方法，X电容的影响是降低交流电网端口采样电压的变化率(ΔU)，而其判定条件是ΔU需大于一定值，所以该专利申请同样也无法准确及时地判断出AC是否掉电。[
技术实现思路
]本专利技术要解决的技术问题是提供一种时效性好、准确性高的AC电压掉电的快速检测方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，一种AC电压掉电的快速检测方法，包括以下步骤：101)对AC电源进行电压采样，得到AC电源的角频率ω，根据AC电源的最大允许工作电压有效值Urmsmax及AC电源的最小允许工作电压有效值Urmsmin，得到最大工作电压峰值最小工作电压峰值进而得到AC电源的两条限值曲线，分别是，Umax(t)＝Umaxsin(ωt)Umin(t)＝Uminsin(ωt)；上式通过微分，得到实时比较的两条变化率限值，分别是：DUmax(t)＝ωUmaxcos(ωt)DUmin(t)＝ωUmincos(ωt)；102)将当前时刻t1的电压采样值Ut1，与上一个时刻t0的电压采样值Ut0进行做差处理，得到ΔUt1＝Ut1-Ut0和Δt＝t1-t0；103)当Ut1小于最低电压瞬时值Uminsin(ωt1)时，判定AC电源掉电。以上所述的AC电压掉电的快速检测方法，当Ut1大于Uminsin(ωt1)，同时ΔUt1小于DUmax(t0)Δt、大于DUmin(t0)Δt，则判定AC电源电压正常。以上所述的AC电压掉电的快速检测方法，当Ut1大于Uminsin(ωt1)，但ΔUt1大于DUmax(t0)Δt，则判定AC电源掉电。以上所述的AC电压掉电的快速检测方法，当Ut1大于Uminsin(ωt1)，同时ΔUt1小于DUmin(t0)Δt，如装置处于工作状态，则判定AC电源电压正常；如装置工作在待机状态，则需启动整流电路，将X电容上的能量转移到整流电路后重新采样后判定。以上所述的AC电压掉电的快速检测方法，电压采样电路包括阻抗分压衰减电路和快速滤波电路，电压采样电路的采样点选择在AC电源的ENC滤波电路与整流电路之间。本专利技术AC电源电压掉电的快速检测方法时效性好。准确性高，可以对电网供电状态做到快速响应，及时应变电网的动态变化，减少终端设备因电网动态变化带来的影响。[附图说明]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是现有技术快速检测AC电压掉电的原理图。图2是本专利技术实施例AC电压掉电检测的采样电路的原理图。图3是本专利技术实施例AC电压掉电的快速检测方法的流程图。[具体实施方式]本专利技术针对现有技术在实际应用存在的空载状态时效性差，存在误判的现状，提出一种新的检测方法，弥补现有技术的弊端，提高时效性、准确性。具体方法如下：为了保障采样准确性，硬件采用阻抗分压衰减电路和快速滤波电路；阻抗分压衰减电路后端加入快速滤波电路可以保障时效性，避免其他电路对采样的干扰影响，典型的电压采样电路如图2。微控制器收到交流电压采样值，检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种AC电压掉电的快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：101)对AC电源进行电压采样，得到AC电源的角频率ω，根据AC电源的最大允许工作电压有效值Urmsmax及AC电源的最小允许工作电压有效值Urmsmin，得到最大工作电压峰值

【技术特征摘要】
1.一种AC电压掉电的快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：101)对AC电源进行电压采样，得到AC电源的角频率ω，根据AC电源的最大允许工作电压有效值Urmsmax及AC电源的最小允许工作电压有效值Urmsmin，得到最大工作电压峰值最小工作电压峰值进而得到AC电源的两条限值曲线，分别是，上式通过微分，得到实时比较的两条变化率限值，分别是：102)将当前时刻t1的电压采样值Ut1，与上一个时刻t0的电压采样值Ut0进行做差处理，得到ΔUt1＝Ut1-Ut0和Δt＝t1-t0；103)当Ut1小于最低电压瞬时值Uminsin(ωt1)时，判定AC电源掉电。2.根据权利要求1所述的AC电压掉电的快速检测方法，其特征在于，当Ut1大于Uminsin(ωt1)，同时ΔUt1小于DU...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐立平，应占标，
申请(专利权)人：深圳市高斯宝电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44