[发明专利]一种高精度三相交流信号正负过零检测装置及方法

权利要求书

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。