专利名称：正弦波相角闭环控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电工仪器线路，尤其涉及标准功率源的输出电压与电流间相角的闭环控制器。
二背景技术：
目前，国内普遍采用数字乘法器实现相角闭环。据电功率P＝V*I*COSθ知COSθ＝P/(V*I)，如果把V，I在时间轴上离散为无数个数据，用专用集成电路或自行设计的组合电路实现每一时刻V与I的乘积并连续不断积分得到直流电平即为功率P。设V，I皆为确定值，那么根据P值即可得到相角值φ，根据P值大小控制相角φ，从而实现闭环。如深圳科陆电子有限公司的CL301型电测变送器检定装置。这种方案的最大缺点是在工艺上很难实现高精度控制，由于积分器长期精度很难保证，因此控制精度0.02％是很难实现的。
三
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种控制范围在-179.99°-+179.99°，控制精度0.03°，相角分辨率0.01°，正弦波频率范围为45.00～65.00Hz，频率分辨率0.01Hz，控制精度0.02％的标准功率源输出电压与电流间相角的闭环控制。
本实用新型是这样来实现的该相角闭环控制器包括程控串行脉冲发生器、串并计数器、数据比较器、相角电平转换器、相角基准电平发生器、差值采样器及CPU；相角电平转换器，将被控对象输出的正弦波转换为相应的直流电平，并输出该直流电平，其输入端与被控对象的输出端连接；相角基准电平发生器，将CPU根据相角设置数据输出的信号转换为相应的基准直流电平，并输出该基准直流电平，其输入端通过微机总线与CPU相连；差值采样器，将相角电平转换器输出的直流电平与相角基准电平发生器输出的基准直流电平比较，并将差值输出到CPU，其输入端分别与相角电平转换器和相角基准电平发生器的输出端连接，其输出端通过微机总线与CPU相连；CPU，1)将需要的正弦波频率换算成串行脉冲CLOCK的频率，并通过微机总线将该频率值输出到程控串行脉冲发生器的输入端；2)根据差值采样器输出的差值改变输入数据比较器的相角预置数据，并通过微机总线将改变后的相角预置数据输出到数据比较器的输入端；3)设置相角值，并将该信号转换为相角基准电平数据和相角预置数据并分别通过微机总线输出到相角基准电平发生器和数据比较器的输入端；程控串行脉冲发生器，1)根据CPU输出的CLOCK频率值，产生并输出相应的串行脉冲；2)根据CPU输出的CLOCK频率值，产生并输出CLOCK脉冲到被控对象；程控串行脉冲发生器的输出端分别连接被控对象的输入端、串并计数器的输入端；串并计数器，将程控串行脉冲发生器产生的串行脉冲转换成并行数据信号，并输出并行数据信号，其输出端连接数据比较器的输入端；数据比较器，将串并计数器产生的并行数据信号与CPU输出的相角预置数据进行比较，输出信号到被控对象，其输出端连接被控对象的输入端。
本实用新型用较简单、廉价、可行的电路实现高精度相角闭环，尤其是保持相较长期精确度，解决了长期来困扰电工仪表行业实现对相角闭环的标准功率源的研制难题。
权利要求1.一种正弦波相角闭环控制器，其特征在于它包括程控串行脉冲发生器、串并计数器、数据比较器、相角电平转换器、相角基准电平发生器、差值采样器及CPU；相角电平转换器，将被控对象输出的正弦波转换为相应的直流电平，并输出该直流电平，其输入端与被控对象的输出端连接；相角基准电平发生器，将CPU根据相角设置数据输出的信号转换为相应的基准直流电平，并输出该基准直流电平，其输入端通过微机总线与CPU相连；差值采样器，将相角电平转换器输出的直流电平与相角基准电平发生器输出的基准直流电平比较，并将差值输出到CPU，其输入端分别与相角电平转换器和相角基准电平发生器的输出端连接，其输出端通过微机总线与CPU相连；CPU，1)将需要的正弦波频率换算成串行脉冲CLOCK的频率，并通过微机总线将该频率值输出到程控串行脉冲发生器的输入端；2)根据差值采样器输出的差值改变输入数据比较器的相角预置数据，并通过微机总线将改变后的相角预置数据输出到数据比较器的输入端；3)设置相角值，并将该信号转换为相角基准电平数据和相角预置数据并分别通过微机总线输出到相角基准电平发生器和数据比较器的输入端；程控串行脉冲发生器，1)根据CPU输出的CLOCK频率值，产生并输出相应的串行脉冲；2)根据CPU输出的CLOCK频率值，产生并输出CLOCK脉冲到被控对象；程控串行脉冲发生器的输出端分别连接被控对象的输入端、串并计数器的输入端；串并计数器，将程控串行脉冲发生器产生的串行脉冲转换成并行数据信号，并输出并行数据信号，其输出端连接数据比较器的输入端；数据比较器，将串并计数器产生的并行数据信号与CPU输出的相角预置数据进行比较，输出信号到被控对象，其输出端连接被控对象的输入端。
专利摘要本实用新型为一种正弦波相角闭环控制器，属于电工仪器线路，尤其涉及标准功率源的输出电压与电流间相角的闭环控制器。该相角闭环控制器包括程控串行脉冲发生器、串并计数器、数据比较器、相角电平转换器、相角基准电平发生器、差值采样器及CPU等七个单元，数据比较器的两个负脉冲CLR1、CLR2与程控串行脉冲发生器的相对于一个完整正弦波的36000只CLOCK脉冲一起输出到被控对象，相角电平转换器将被控对象输出的正弦波转换为直流电平与相角基准电平发生器产生的直流电平在差值采样器比较，通过CPU改变相角。本实用新型用较简单、廉价、可行的电路实现高精度相角闭环，解决了长期来困扰电工仪表行业实现对相角闭环的标准功率源的研制难题。
文档编号G05F1/66GK2586192SQ0226657
公开日2003年11月12日 申请日期2002年8月26日 优先权日2002年8月26日
发明者陈均章 申请人:上海仪器仪表研究所