专利名称：有源滤波电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种有源滤波电路，具体的说，涉及一种利用小波分析理 论消除电力谐波的有源滤波电路。
背景技术：
传统的LC无源滤波器越来越不能满足现代工业应用和电力系统的要求， 1976年Gyugyi最早提出有源电力滤波器(APF)。
电力系统中低频信号的特点是在大的时间范围内幅值变化偏于缓慢，对时 频窗的要求是时窗宽宽频窗窄；高频信号的特点是在较小的时间范围内幅值变 化迅速，对时窗的要求是时窗窄频窗宽。国内目前开发的有源滤波器大都采用 频域滤波技术，在进行高/带/低通滤波时，傅立叶变换有源滤波电路首先要取 一时段的时窗，然后对谐波进行采样，分析出时窗函数，再进行处理，由于时 窗的延时，导致消除谐波的动作出现了时间滞后，但是在不同时段内的谐波不 完全相同，所以在消除谐波的过程中又产生了新的谐波，而且滤波电路产生的 抵抗谐波能量的电流与原谐波电流具有镜像相位函数相位差，因此，基于傅立叶 变换理论的有源滤波电路对固定频率的谐波其效果比较明显，但是对变化频率 的谐波其效果不明显、跟踪速度慢，当采用较高阶的滤波器时，虽可较好地滤 除干扰信号，但同时也会引起较大的相位差，而低阶滤波器则难以完全清除干 扰信息。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对以上缺陷，提供一种消除谐波效果 明显、跟踪速度快的有源滤波电路。
为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案有源滤波电路，其特 征在于所述有源滤波电路包括电连接的采样电路、小波分析处理单元、DSP控
制单元、驱动电路、IGBT组、耦合模块、整流电路、储能电路。 采样电路，用以从非线性负载侧采集电网的电流和电压信号； 小波分析处理单元，用以利用小波分析理论对电网中的谐波信号进行分析、
处理，产生消除谐波的控制信号；
DSP控制单元，用以将采样电路采集的电流信号输送至小波分析处理单元，
将小波分析处理单元的控制信号输出至驱动电路；
驱动电路，用以接收DSP控制单元的信号并驱动IGBT组工作；
IGBT组，用以接收驱动电路输送的控制信号，产生消除电网谐波的抵抗谐
波；
储能电路，为IGBT组的抵抗谐波提供能量；
耦合模块，包括输入耦合模块和输出耦合模块，输入耦合模块用以将电网 电源耦合到整流电路，输出耦合模块用以将消除电网谐波的抵抗谐波耦合到电
网；
整流电路，为储能电路提供电源。
作为上述技术方案的优化方案，所述小波分析处理单元包括电连接的单片
机、移位/保持寄存器、八D锁存器，所述单片机的l脚、2脚、32 39脚依次与 八D锁存器的1脚、ll脚、9 2脚连接，其3脚 7脚、13脚、16脚依次与移位/ 保持寄存器的2脚 5脚、l脚、7脚、6脚连接，9脚连接有复位电路，所述移位 /保持寄存器的19脚 21脚并联后经电阻与8脚 13脚、23脚并联再接地。
复位电路的一种具体方案，所述复位电路包括第三电容、第二电阻、第三 电阻、按钮开关，第三电容和第三电阻串连，第三电容的另一端连接电源，第 三电阻的另一端接地，按钮开关和第二电阻串联后与第三电容并联，所述单片 机的9脚连接电容和龟阻的接点。
有益效果本实用新型采用上述技术方案，具有以下优点采用小波处理单元 可以同时精确给出不同频段的时域频域曲线，而且各自幅度可以相对独立，可 以非常清晰地得到各自频段的时域和频域曲线，滤波速度快，响应更快。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的说明
附图1是本实用新型实施方式中有源滤波电路的结构示意图； 附图2是本实用新型实施方式中耦合模块、整流电路、储能电路、IGBT组 的结构示意附图3足本实用新型实施方式中小波分析处理单元的电路图。
具体实施方式
实施例，如图1所示，有源滤波电路，包括电连接的采样电路、小波分析 处理单元、DSP控制单元、驱动电路、IGBT组、耦合模块、整流电路、储能电 路，
采样电路，用以从非线性负载侧采集电网的电流和电压信号； 小波分析处理单元，用以利用小波分析理论对电网中的谐波信号进行分析、
处理，产生消除谐波的控制信号；
DSP控制单元，用以将采样电路采集的电流信号输送至小波分析处理单元，
将小波分析处理单元的控制信号输出至驱动电路；
驱动电路，用以接收DSP控制单元的信号并驱动IGBT组工作；
IGBT组，用以接收驱动电路输送的控制信号，产生消除电网谐波的抵抗谐
波；
储能电路，为IGBT组的抵抗谐波提供能量；
耦合模块，包括输入耦合模块和输出耦合模块，输入耦合模块用以将电网
电源耦合到整流电路，输出耦合模块用以将消除电网谐波的抵抗谐波耦合到电 网；
整流电路，为储能电路提供电源。
如图2所示，输入耦合模块包括连接在电网上的电容C4、电容C5、电容C6， 整流电路包括二极管D1、 二极管D2、 二极管D3、 二极管D4.、 二极管D5、 二极 管D6， 二极管D1与二极管D4串联，二极管D2与二极管D5串联，二极管D3与 二极管D6串联，二极管D1、 二极管D2、 二极管D3的阳极连接，二极管D4、 二 极管D5、 一极管D6的阴极连接，电容C6连接二极管D1、 二极管D2的接点， 电容C5连接二极管D2、 二极管D5的接点，电容C4连接二极管D3、 二极管D6 的接点，储能电路包括电容C7、电容C8、电阻R4、电阻R5，电容C7和电容C8
巾联在二极管D3的阳极和二极管D6的阴极之间，电阻R4和电阻R5串联在二 极管D3的阳极和二极管D6的阴极之间，IGBT组包括IGBT1、 IGBT2、 IGBT3、 IGBT4、 IGBT5、 IGBT6， IGBT1与IGBT4串联，IGBT2与IGBT5串联，IGBT3与 IGBT6串联，输出耦合模块包括与电网连接的电容C9、电容CIO、电容Cll，电 容C9连接IGBT1与IGBT4的接点，电容C10连接IGBT2与IGBT5的接点，电容 Cll连接IGBT3与IGBT6的接点。
如图3所示，小波分析处理单元包括型号为AT89C55WD的单片机IC1、型号 为20V8的移位/保持寄存器IC2和型号为74ALS573的八D锁存器IC3，单片机 IC1的1脚、2脚、32 39脚依次与八D锁存器IC3的1脚、11脚、9 2脚连 接，其3脚 7脚、13脚、16脚依次与移位/保持寄存器IC2的2脚 5脚、1 脚、7脚、6脚连接，9脚连接有复位电路，移位/保持寄存器IC2的19脚 21 脚并联后经电阻Rl与8脚 13脚、23脚并联后接地，复位电路包括第三电容 C3、第二电阻R2、第三电阻R3、按钮开关S1，第三电容C3和第三电阻R3串连， 第三电容C3的另一端连接电源VCC，第三电阻R3的另一端接地，按钮开关Sl 和第二电阻R2串联后与第三电容C3并联，单片机IC1的9脚连接电容C3和电 阻R3的接点。
采样电路采样得到的电流和电压信号经DSP控制单元送到小波分析处理单 元，小波分析处理单元利用小波分析理论，进行分析、处理，分解出电网中的 谐波并产生消除谐波的控制信号，控制信号输出至DSP控制单元，DSP控制单元 产生P丽脉冲控制信号输出至驱动电路，驱动电路驱动IGBT组的可控硅，利用 可控硅的的导通产生消除电网谐波的抵抗谐波，输出至电网。
权利要求1、有源滤波电路，其特征在于所述有源滤波电路包括电连接的采样电路、小波分析处理单元、DSP控制单元、驱动电路、IGBT组、耦合模块、整流电路、储能电路，其中采样电路，用以从非线性负载侧采集电网的电流和电压信号；小波分析处理单元，用以利用小波分析理论对电网中的谐波信号进行分析、处理，产生消除谐波的控制信号；DSP控制单元，用以将采样电路采集的电流信号输送至小波分析处理单元，将小波分析处理单元的控制信号输出至驱动电路；驱动电路，用以接收DSP控制单元的信号并驱动IGBT组工作；IGBT组，用以接收驱动电路输送的控制信号，产生消除电网谐波的抵抗谐波；储能电路，为IGBT组的抵抗谐波提供能量；耦合模块，包括输入耦合模块和输出耦合模块，输入耦合模块用以将电网电源耦合到整流电路，输出耦合模块用以将消除电网谐波的抵抗谐波耦合到电网；整流电路，为储能电路提供电源。
2、 如权利要求l所述的有源滤波电路，其特征在于所述小波分析处理单 元包括电连接的单片机(IC1)、移位/保持寄存器(IC2)、八D锁存器(IC3)， 所述单片机(IC1)的1脚、2脚、32 39脚依次与八D锁存器(IC3)的1脚、 11脚、9 2脚连接，其3脚 7脚、13脚、16脚依次与移位/保持寄存器(IC2) 的2脚 5脚、l脚、7脚、6脚连接，9脚连接有复位电路，所述移位/保持寄 存器(IC2)的19脚 21脚并联后经电阻(Rl)与8脚 13脚、23脚并联再接 地。
3、 如权利要求2所述的有源滤波电路，其特征在于所述复位电路包括第 三电容(C3)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、按钮开关(Sl)，第三电容(C3) 和第三电阻(R3)串连，第三电容(C3)的另一端连接电源(VCC)，第三电阻 (R3)的另一端接地，按钮开关(Sl)和第二电阻(R2)串联后与第三电容(C3) 并联，所述单片机(IC1)的9脚连接电容(C3)和电阻(R3)的接点。
专利摘要本实用新型涉及一种有源滤波电路，包括电连接的采样电路、中央处理单元、DSP控制单元、驱动电路、IGBT组、耦合模块、整流电路、储能电路，采用小波处理单元可以同时精确给出不同频段的时域频域曲线，而且各自幅度可以相对独立，可以非常清晰地得到各自频段的时域和频域曲线，滤波速度快，响应更快。
文档编号H02J3/01GK201204454SQ20082001975
公开日2009年3月4日 申请日期2008年4月14日 优先权日2008年4月14日
发明者庄利昌, 陈家欣 申请人:陈家欣