[发明专利]一种正弦波信息数字化提取的方法及装置

说明书

本发明公开了一种正弦波信息数字化提取的方法及装置，该装置由一个包括信号提取电路，一个窗口比较器电路和一个波形转换电路组成。有益效果：本发明通过利用所述电路和单片机可以精确地测量出正弦波的过零点，同时准确获知过零点位于正弦波上升沿阶段或下降沿阶段，进而获知正弦波正、负半周阶段，从而为各种需要精准判断正弦波交流电过零点、过零点的上升、下降沿以及正弦波正、负半周信息，进而实现获取正弦波完整波形的电力电子装置提供必需的信息。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，具体来说，涉及一种正弦波信息数字化提取的方法及装置。

背景技术

在使用AC-AC模式的电机调速或调节功率输出的电力变换系统中，有相当部分的装置采用了整波通断的全软开关模式工作，该模式采用在正弦交流电电压过零时导通或关断，采用这种策略调节电机转速或调节输出功率大小，不仅开关管处于全软开关状态，开关管的损耗极小，重要的是，不会对电网产生谐波污染。但是，如何精准地判断交流电压的过零点，以及确定该过零点位于上升沿抑或下降沿，进而判断交流电压处于正弦波正或负半周，以便获取正弦波完整波形信号，是实现该控制方案的核心技术难点和要点。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出了一种正弦波信息数字化提取的方法及装置，其可以利用相关电路和单片机准确获取市电正弦波的过零点时刻、过零点位于正弦波上升沿或下降沿以及准确确定市电正弦波处于正、负半周等正弦波信息。

本发明的技术方案是这样实现的。本发明提供的一种正弦波信息数字化提取的装置，包括信号提取电路，窗口比较器电路，波形转换电路，其中信号提取电路外接市电输入正弦波信号，信号提取电路连接窗口比较器电路以及波形转换电路，窗口比较器电路连接单片机计算出市电正弦波的过零点；窗口比较器电路还连接波形转换电路，进而连接单片机获得过零点时刻位于上升沿或下降沿以及确定正弦波处于正、负半周等阶段的相应信息。

所述信号提取电路包括电源、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C3、电容C4、NPN三极管Q1、PNP三极管Q2、光耦OH1和光耦OH2，所述电阻R1与电容C1并联，一端与电源X端连接，另一端与光耦OH1的引脚1、光耦OH2的引脚2相连，所述电阻R2的一端和电源Y端连接，另一端与所述的光耦OH1的引脚2、光耦OH2的引脚1相连；所述电阻R3与电容C3并联，一端与光耦连接OH1的引脚3连接，还与三极管Q1的集电极连接，另一端与三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q1的基极与所述光耦OH1的引脚4连接，所述电阻R4与电容C4并联，一端与光耦连接OH2的引脚4连接，还与三极管Q2的集电极连接，另一端与三极管Q2的发射极连接，所述三极管Q2的基极与所述光耦OH2的引脚3连接，所述光耦OH1的引脚3连接供电电压VCC，所述光耦OH2的引脚4接地，所述三极管Q1、Q2的发射极作为信号输出端ACV输出。

所述窗口比较器电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻9、电容C5、电容C7、电压比较器U5A、电压比较器U5B，所述电阻R5与电容C5并联，一端接地，一端与所述电压比较器U5A的引脚3连接，还与电阻R6串联后连接供电电压VCC，所述电阻R7与电容C7并联，一端接地，一端与所述电压比较器U5B的引脚6连接，还与电阻R8串联后连接供电电压VCC，输入信号端ACV与所述电压比较器U5A的引脚2连接，还与所述电压比较器U5B的引脚5连接，所述电压比较器U5A的引脚1、电压比较器U5B的引脚7作为输出端EUP。