机内辅助同步信号采样电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种机内辅助同步信号采样电路，特别是适用于三相功率型电力电子变换装置的机内辅助同步信号采样。机内辅助同步信号采样电路输入为三相交流电压，输出为同频率同步信号，包括电压采样及滤波电路，阻抗匹配电路，带通滤波电路，同步信号发生及输出隔离电路四部分。其结构简单，使用方便，功耗低，抗干扰性能优，同步信号精准度高，安全可靠。
【专利说明】
机内辅助同步信号采样电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种机内辅助同步信号采样电路，特别是适用于三相功率型电力电子变换装置的机内辅助同步信号采样。
【背景技术】
[0002]随着电力电子器件的飞速发展，功率型电力电子变换装置得到广泛的应用，在一些特殊的应用场合如补偿、调相等，必须有实时且精准的与输入交流电压同步的信号即同步信号作为装置的控制信号。
[0003]传统的同步信号采样电路一般有两种，一种是采用电压互感器，隔离降压后整流，另一种采用电容或电阻降压，再经过光电隔离耦合获取。无论是采用电压互感器，还是电阻降压方式，都存在体积大，功耗高的缺点，电容降压方式有一定的相位偏移，同步信号也跟随偏移，对一些同步要求较高的场合，是无法满足使用要求的。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术的不足之处，而提供一种机内辅助同步信号采样电路，其结构简单、功耗小，并且同步信号精准。
[0005]本实用新型的目的是通过如下技术措施来实现的:机内辅助同步信号采用电路，它包括电压采样及滤波电路，阻抗匹配电路，带通滤波电路，同步信号发生及输出隔离电路。电压采样及滤波电路输出端与阻抗匹配电路输入端相联，阻抗匹配电路输出端与带通滤波电路的输入端相联，带通滤波电路的输出端与同步信号发生及输出隔离电路的输入端相联，同步信号发生及输出隔离电路的输出端为后级控制回路提供同步信号。
[0006]在上述技术方案中，电压采样及滤波电路由电压霍尔，磁珠，滤波电容，采样电阻组成。电压霍尔同时具有电气隔离功能，将输入高压与输出低压信号隔离，保证电气安全。磁珠和滤波电容可抑制输入交流电压瞬时尖峰反馈到电压霍尔输出侧的干扰。电压霍尔副边电流通过采样电阻产生采样电压，为后级电路提供电压信号。
[0007]在上述技术方案中，阻抗匹配电路由限流电阻，二极管，运放，滤波电容组成。其构成的负反馈电路具有高输入阻抗、低输出阻抗特点，高输入阻抗可提高输入电压精度，低输出阻抗匹配后级电路。
[0008]在上述技术方案中，带通滤波电路由电阻，电容，运放，滤波电容组成。带通滤波电路中心频率即为输入交流电压的频率，这样即可保证同步信号的频率，又可防止输入交流电压抖动对同步信号产生影响。
[0009]在上述技术方案中，同步信号发生及输出隔离电路由比较器，限流电阻、光耦组成。通过电压比较产生过零方波信号，光耦将方波信号隔离，输出为同步信号。
[0010]本实用新型结构简单，使用方便，与现有技术相比具有以下优点:
[0011 ] I)电路形式简单，体积小，功耗低。
[0012]2)交流输入与同步信号之间通过两级滤波，提高同步信号采样电路抗干扰性能，同步信号精准度高。
[0013]3)交流输入与同步信号之间通过两级隔离，电路更安全可靠。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型机内辅助同步信号采样电路整体电路原理框图。
[0015]图2为本实用新型实施例中电压采样及滤波电路原理图。
[0016]图3为本实用新型实施例中阻抗匹配电路原理图。
[0017]图4为本实用新型实施例中带通滤波电路原理图。
[0018]图5为本实用新型实施例中同步信号发生及输出隔离电路原理图。
[0019]图6为本实用新型实施例中输出同步信号与交流输入电压对比图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
[0021]如图1所示，一种机内辅助同步信号采样电路，它包括电压采样及滤波电路，阻抗匹配电路，带通滤波电路，同步信号发生及输出隔离电路四部分。
[0022]如图2所示，所述电压采样及滤波电路，电压霍尔Vl输入接三相380V电压，输出为电流信号，磁珠Ml?M4及电容Cl、C2构成浪涌抑制器，可抑制电压霍尔输入侧电压瞬时尖峰反馈到输出侧的干扰。电压霍尔同时具有电气隔离功能，将输入380V高压与输出低压电流信号隔离，电流信号通过采样电阻Rl产生采样电压，为后续电路提供2.5V电压信号。
[0023]如图3所示，所述阻抗匹配电路，其中Ul为运放0P07，R2?R6为限流电阻，构成负反馈电路，其特点是输入阻抗高，可匹配前级电路，提高采样电压精度，输出为低阻抗，可匹配后级带通滤波电路。D1、D2 二极管起钳位作用，防止前级输入电压过高损坏后级电路。
[0024]如图4所示，所述带通滤波电路，其核心是由运放TL082，电容C6、C7，电阻R9、R10等构成的带通滤波器，其中心频率为交流输入电压频率即50Hz，中心频率点的电压可顺利通过，其他频率点的电压被滤掉，这样即可保证同步信号频率的准确度，又可防止输入交流电压抖动对同步信号采样的影响。
[0025]如图5所示，所述同步信号发生及输出隔离电路，U3B为比较器LM393，输入为与交流电压同频率的电压信号，输出为过零的方波信号。V2为光耦TLP521-1，方波信号通过光耦隔离，即产生同步信号。
[0026]如图6所示，所述输出同步信号与交流输入电压对比图，通过上述机内辅助同步信号采样电路产生的同步信号，精准可靠。
[0027]综上所述，本实用新型机内辅助同步信号采样电路技术性能如下:
[0028]1、输入电压:(三相三线制)AC380V±10%，50Hz±5%;
[0029]2、输出信号:同步信号，DC5V;
[0030]3、输出信号频率:同输入电压频率50Hz ± 5 % ;
[0031]4、隔离电压:2500VAC;
【主权项】
1.机内辅助同步信号采样电路，包括电压采样及滤波电路，阻抗匹配电路，带通滤波电路，同步信号发生及输出隔离电路，其特征在于:所述电压采样及滤波电路输出端与阻抗匹配电路输入端相联，阻抗匹配电路输出端与带通滤波电路的输入端相联，带通滤波电路的输出端与同步信号发生及输出隔离电路的输入端相联，同步信号发生及输出隔离电路的输出端为后级控制回路提供同步信号。2.根据权利要求1所述的机内辅助同步信号采样电路，其特征是:电压采样及滤波电路由电压霍尔，磁珠，滤波电容，采样电阻组成，电压霍尔同时具有电气隔离功能，将输入高压与输出低压信号隔离，保证电气安全，磁珠和滤波电容可抑制输入交流电压瞬时尖峰反馈到电压霍尔输出侧的干扰，电压霍尔副边电流通过采样电阻产生采样电压，为后级电路提供电压信号。3.根据权利要求1所述的机内辅助同步信号采样电路，其特征是:阻抗匹配电路由限流电阻，二极管，运放，滤波电容组成，其构成的负反馈电路具有高输入阻抗、低输出阻抗特点，高输入阻抗可提高输入电压精度，低输出阻抗匹配后级电路。4.根据权利要求1所述的机内辅助同步信号采样电路，其特征是:带通滤波电路由电阻，电容，运放，滤波电容组成，带通滤波电路中心频率即为输入交流电压的频率，这样即可保证同步信号的频率，又可防止输入交流电压抖动对同步信号产生影响。5.根据权利要求1所述的机内辅助同步信号采样电路，其特征是:同步信号发生及输出隔离电路由比较器，限流电阻、光耦组成，通过电压比较产生过零方波信号，光耦将方波信号隔离，输出为同步信号。
【文档编号】H03K19/14GK205610609SQ201620410858
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】魏彦, 盖忠伟, 彭向阳, 吴小丽, 程林林, 王晓民, 雷元林, 管祥枫, 罗青青
【申请人】武汉杭久电气有限公司