专利名称：一种三相逆变器输出线电压检测方法
技术领域：
本发明涉及三相逆变器输出线电压检测技术，具体说是一种三相逆变器输出线电压检测方法。特别涉及一种需要对三相逆变器输出线电压的频率进行锁相的检测电路。
背景技术：
在三相逆变器的一些应用中，要求对输出三相交流线电压进行实时检测，以实现控制的需要，现有的方法基本有三种
1、用兆欧级电阻和运算放大器进行差分采样；此方法成本低，但兆欧级电阻太多，响应速度慢。2、用线性光电耦合器采样；响应速度较快，但成本高。3、用霍尔电压传感器采样；响应速度较快，但成本高。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种三相逆变器输出线电压检测方法，非常适合检测PWM (脉冲宽度调制，简称脉宽调制)电压波形，且具有光电隔离， 成本较低，响应速度较快，满足对三相逆变器输出线电压检测的需要。为达到以上目的，本发明采取的技术方案是
一种三相逆变器输出线电压检测方法，其特征在于采用普通开关型光电耦合器和电阻分压单元组成三相逆变器输出线电压检测电路来检测三相逆变器输出线电压。在上述技术方案的基础上，所述三相逆变器输出线电压检测电路包括
连接在三相逆变器输出相电压U与输出相电压V之间的电阻分压单元、光电耦合器、光电耦合器副边的滤波放大电路以及后级的信号整形电路；
连接在三相逆变器输出相电压V与输出相电压W之间的电阻分压单元、光电耦合器、光电耦合器副边的滤波放大电路以及后级的信号整形电路。在上述技术方案的基础上，所述三相逆变器输出相电压U与输出相电压V之间的电阻分压单元包括电阻Rl和电阻R2，
电阻Rl连接于输出相电压U与光电耦合器U2的正输入端之间， 电阻R2连接于输出相电压V与光电耦合器U2的负输入端之间， 同时光电耦合器Ul的正输入端与光电耦合器U2的负输入端连接，光电耦合器Ul的负输入端与光电耦合器U2的正输入端连接；
光电耦合器Ul副边、光电耦合器U2副边分别设有滤波放大电路， 所述光电耦合器Ul副边的滤波放大电路包括偏置电阻R5、R6，和由电阻R7、电容Cl 构成的前级滤波电路，还包括运算放大器U5，
所述光电耦合器U2副边的滤波放大电路包括偏置电阻R8、R9，和由电阻R10、电容C2 构成的前级滤波电路，还包括运算放大器U6 ；
运算放大器U5后级、运算放大器TO后级与信号整形电路连接，所述运算放大器TO和运算放大器TO后级的信号整形电路包括 电阻Rll、R13、R14、R12、R15，和运算放大器U9， 在运算放大器U9之后设有由电阻R16、电容C3构成的滤波电路； 所述三相逆变器输出相电压V与输出相电压W之间的电阻分压单元包括电阻R3和电阻R4，
电阻R3连接于输出相电压V与光电耦合器U4的正输入端之间， 电阻R4连接于输出相电压W与光电耦合器U4的负输入端之间， 同时光电耦合器U3的正输入端与光电耦合器U4的负输入端连接，光电耦合器U3的负输入端与光电耦合器U4的正输入端连接；
光电耦合器U3副边、光电耦合器U4副边分别设有滤波放大电路， 所述光电耦合器U3副边的滤波放大电路包括偏置电阻R17、R18，和由电阻R19、电容 C4构成的前级滤波电路，还包括运算放大器U7，
所述光电耦合器U4副边的滤波放大电路包括偏置电阻R20、R21，和由电阻R22、电容 C5构成的前级滤波电路，还包括运算放大器U8 ；
运算放大器U7后级、运算放大器U8后级与信号整形电路连接， 所述运算放大器U7和运算放大器U8后级的信号整形电路包括 电阻R23、R25、R26、R24、R27，和运算放大器U10， 在运算放大器UlO之后设有由电阻R28、电容C6构成的滤波电路。在上述技术方案的基础上，所述电路中的电阻参数满足以下关系 R11=R12，R13//R14=R15 ；
R23=R24, R25//R26=R270在上述技术方案的基础上，电阻分压单元中的电阻R1、R2、R3、R4均至少分别由一个电阻构成。本发明所述的三相逆变器输出线电压检测方法，非常适合检测PWM电压波形，且具有光电隔离，成本较低，响应速度较快，满足对三相逆变器输出线电压检测的需要。能够以较低的成本实现较快的检测响应速度，非常适合三相逆变器类产品的输出线电压的检测。
本发明有如下附图
图1三相逆变器输出线电压检测电路的电路结构原理图， 图2三相逆变器输出线电压检测电路的一个实施例中的电路结构原理图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步详细说明。本发明所述的三相逆变器输出线电压检测方法，采用普通开关型光电耦合器和电阻分压单元组成三相逆变器输出线电压检测电路来检测三相逆变器输出线电压，既具有较快的响应速度，又具有成本较低的优势。在上述技术方案的基础上，如图1所示，所述三相逆变器输出线电压检测电路包括
连接在三相逆变器输出相电压U与输出相电压V之间的电阻分压单元、光电耦合器、光电耦合器副边的滤波放大电路以及后级的信号整形电路；
连接在三相逆变器输出相电压V与输出相电压W之间的电阻分压单元、光电耦合器、光电耦合器副边的滤波放大电路以及后级的信号整形电路。在上述技术方案的基础上，如图1所示，所述三相逆变器输出相电压U与输出相电压V之间的电阻分压单元包括电阻Rl和电阻R2，
电阻Rl连接于输出相电压U与光电耦合器U2的正输入端之间， 电阻R2连接于输出相电压V与光电耦合器U2的负输入端之间， 同时光电耦合器Ul的正输入端与光电耦合器U2的负输入端连接，光电耦合器Ul的负输入端与光电耦合器U2的正输入端连接；
光电耦合器Ul副边、光电耦合器U2副边分别设有滤波放大电路， 所述光电耦合器Ul副边的滤波放大电路包括偏置电阻R5、R6，和由电阻R7、电容Cl 构成的前级滤波电路，还包括运算放大器U5，
所述光电耦合器U2副边的滤波放大电路包括偏置电阻R8、R9，和由电阻R10、电容C2 构成的前级滤波电路，还包括运算放大器U6 ；
运算放大器U5后级、运算放大器U6后级与信号整形电路连接， 所述运算放大器U5和运算放大器U6后级的信号整形电路包括 电阻Rll、R13、R14、R12、R15，和运算放大器U9， 在运算放大器U9之后设有由电阻R16、电容C3构成的滤波电路。具体地说，如图1所示
所述偏置电阻R5连接于电源与光电耦合器Ul副边的输出端之间，偏置电阻R6连接于光电耦合器Ul副边的输出端与地之间，所述前级滤波电路中的电阻R7连接于偏置电阻R5 和R6的交接点与运算放大器U5的同相输入端之间，电容Cl连接于运算放大器U5的同相输入端与地之间，所述运算放大器U5的反相输入端连接到U5的输出端；
如图1所示，所述偏置电阻R8连接于电源与光电耦合器U2副边的输出端之间，偏置电阻R9连接于光电耦合器U2副边的输出端与地之间，所述前级滤波电路中的电阻RlO连接于偏置电阻R8和R9的交接点与运算放大器U6的同相输入端之间，电容C2连接于运算放大器U6的同相输入端与地之间，所述运算放大器U6的反相输入端连接到TO的输出端；
所述后级信号整形电路中的电阻R13—端连接到电源，另一端与电阻R14连接，而电阻 R14的另一端则连接到地，电阻Rll连接于运算放大器U5的输出端与电阻R13和电阻R14 的交接点之间，同时运算放大器U9的同相输入端也连接到电阻R13和电阻R14的交接点上，电阻R12连接于运算放大器U6的输出端与运算放大器U9的反相输入端之间，电阻R15 连接于运算放大器U9的反相输入端与U9的输出端之间，电阻R16的一端连接到运算放大器U9的输出端，另一端连接到电容C3，而电容C3的另一端连接到地。在上述技术方案的基础上，如图1所示，所述三相逆变器输出相电压V与输出相电压W之间的电阻分压单元包括电阻R3和电阻R4，
电阻R3连接于输出相电压V与光电耦合器U4的正输入端之间， 电阻R4连接于输出相电压W与光电耦合器U4的负输入端之间，同时光电耦合器U3的正输入端与光电耦合器U4的负输入端连接，光电耦合器U3的负输入端与光电耦合器U4的正输入端连接；
光电耦合器U3副边、光电耦合器U4副边分别设有滤波放大电路， 所述光电耦合器U3副边的滤波放大电路包括偏置电阻R17、R18，和由电阻R19、电容 C4构成的前级滤波电路，还包括运算放大器U7，
所述光电耦合器U4副边的滤波放大电路包括偏置电阻R20、R21，和由电阻R22、电容 C5构成的前级滤波电路，还包括运算放大器U8 ；
运算放大器U7后级、运算放大器U8后级与信号整形电路连接， 所述运算放大器U7和运算放大器U8后级的信号整形电路包括 电阻R23、R25、R26、R24、R27，和运算放大器U10， 在运算放大器UlO之后设有由电阻R28、电容C6构成的滤波电路。具体地说，如图1所示
所述偏置电阻R17连接于电源与光电耦合器U3副边的输出端之间，偏置电阻R18连接于光电耦合器U3副边的输出端与地之间，所述前级滤波电路中的电阻R19连接于偏置电阻 R17和R18的交接点与运算放大器U7的同相输入端之间，电容C4连接于运算放大器U7的同相输入端与地之间，所述运算放大器U7的反相输入端连接到U7的输出端；
如图1所示，所述偏置电阻R20连接于电源与光电耦合器U4副边的输出端之间，偏置电阻R21连接于光电耦合器U4副边的输出端与地之间，所述前级滤波电路中的电阻R22连偏置电阻R20和R21的交接点与运算放大器U8的同相输入端之间，电容C5连接于运算放大器U8的同相输入端与地之间，所述运算放大器U8的反相输入端连接到U8的输出端； 所述后级信号整形电路中的电阻R25—端连接到电源，另一端与电阻似6连接，而电阻 R26的另一端则连接到地，电阻R23连接于运算放大器U7的输出端与电阻R25和电阻似6 的交接点之间，同时运算放大器UlO的同相输入端也连接到电阻R25和电阻R26的交接点上，电阻RM连接于运算放大器U8的输出端与运算放大器UlO的反相输入端之间，电阻R27 连接于运算放大器UlO的反相输入端与UlO的输出端之间，电阻R28的一端连接到运算放大器UlO的输出端，另一端连接到电容C6，而电容C6的另一端连接到地。在上述技术方案的基础上，所述电路中的电阻参数满足以下关系 R11=R12，R13//R14=R15 ；
R23=R24, R25//R26=R27； “//”运算符表示并联。在上述技术方案的基础上，电阻分压单元中的电阻R1、R2、R3、R4均至少分别由一个电阻构成，即可以是一个电阻，也可以是两个以上电阻串联而成。例如，如图2所示，电阻Rl可以由电阻R101、R102、R103、R104、R105串联组成，电阻R2可以由电阻R106、R107、R108、R109、R110串联组成，电阻R3可以由电阻Rill、R112、 R113、R114、R115串联组成，电阻R4可以由电阻R116、R117、R118、R119、R120串联组成。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求
1.一种三相逆变器输出线电压检测方法，其特征在于采用普通开关型光电耦合器和电阻分压单元组成三相逆变器输出线电压检测电路来检测三相逆变器输出线电压。
2.如权利要求1所述的三相逆变器输出线电压检测方法，其特征在于，所述三相逆变器输出线电压检测电路包括连接在三相逆变器输出相电压U与输出相电压V之间的电阻分压单元、光电耦合器、光电耦合器副边的滤波放大电路以及后级的信号整形电路；连接在三相逆变器输出相电压V与输出相电压W之间的电阻分压单元、光电耦合器、光电耦合器副边的滤波放大电路以及后级的信号整形电路。
3.如权利要求2所述的三相逆变器输出线电压检测方法，其特征在于所述三相逆变器输出相电压U与输出相电压V之间的电阻分压单元包括电阻Rl和电阻R2，电阻Rl连接于输出相电压U与光电耦合器U2的正输入端之间， 电阻R2连接于输出相电压V与光电耦合器U2的负输入端之间， 同时光电耦合器Ul的正输入端与光电耦合器U2的负输入端连接，光电耦合器Ul的负输入端与光电耦合器U2的正输入端连接；光电耦合器Ul副边、光电耦合器U2副边分别设有滤波放大电路， 所述光电耦合器Ul副边的滤波放大电路包括偏置电阻R5、R6，和由电阻R7、电容Cl 构成的前级滤波电路，还包括运算放大器U5，所述光电耦合器U2副边的滤波放大电路包括偏置电阻R8、R9，和由电阻R10、电容C2 构成的前级滤波电路，还包括运算放大器U6 ；运算放大器U5后级、运算放大器U6后级与信号整形电路连接， 所述运算放大器U5和运算放大器U6后级的信号整形电路包括 电阻Rll、R13、R14、R12、R15，和运算放大器U9， 在运算放大器U9之后设有由电阻R16、电容C3构成的滤波电路； 所述三相逆变器输出相电压V与输出相电压W之间的电阻分压单元包括电阻R3和电阻R4，电阻R3连接于输出相电压V与光电耦合器U4的正输入端之间， 电阻R4连接于输出相电压W与光电耦合器U4的负输入端之间， 同时光电耦合器U3的正输入端与光电耦合器U4的负输入端连接，光电耦合器U3的负输入端与光电耦合器U4的正输入端连接；光电耦合器U3副边、光电耦合器U4副边分别设有滤波放大电路， 所述光电耦合器U3副边的滤波放大电路包括偏置电阻R17、R18，和由电阻R19、电容 C4构成的前级滤波电路，还包括运算放大器U7，所述光电耦合器U4副边的滤波放大电路包括偏置电阻R20、R21，和由电阻R22、电容 C5构成的前级滤波电路，还包括运算放大器U8 ；运算放大器U7后级、运算放大器U8后级与信号整形电路连接， 所述运算放大器U7和运算放大器U8后级的信号整形电路包括 电阻R23、R25、R26、R24、R27，和运算放大器U10， 在运算放大器UlO之后设有由电阻R28、电容C6构成的滤波电路。
4.如权利要求3所述的三相逆变器输出线电压检测方法，其特征在于，所述电路中的电阻参数满足以下关系R11=R12，R13//R14=R15 ； R23=R24, R25//R26=R270
5.如权利要求3所述的三相逆变器输出线电压检测方法，其特征在于电阻分压单元中的电阻Rl、R2、R3、R4均至少分别由一个电阻构成。
全文摘要
本发明涉及三相逆变器输出线电压检测技术，具体说是一种三相逆变器输出线电压检测方法，采用普通开关型光电耦合器和电阻分压单元组成三相逆变器输出线电压检测电路来检测三相逆变器输出线电压，所述三相逆变器输出线电压检测电路包括三相逆变器的输出端之间的电阻分压单元，光电耦合器以及光电耦合器副边的滤波放大电路。本发明所述的三相逆变器输出线电压检测方法，非常适合检测PWM电压波形，且具有光电隔离，成本较低，响应速度较快，满足对三相逆变器输出线电压检测的需要。
文档编号G01R19/00GK102435821SQ201110393989
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者蒋劲松, 陈建斌 申请人:合肥索维能源科技有限公司