CN109752670A - 用于电源切换装置的电源状态检测系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

用于电源切换装置的电源状态检测系统及其检测方法。一电源状态检测方法，其包括：将一供电电源的实时输入电压转变为与一标准电源的标准电压波相位和频率一致的一输出电压波；获取所述供电电源的所述输出电源波的至少一离散点的采样电压值；获取所述标准电源的所述标准电压波的至少一匹配点的标准电压值，其中所述匹配点与所述离散点一一对应；以及基于所述采样电压值和所述标准电压值，获得一检测结果。

Description

用于电源切换装置的电源状态检测系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及电源状态检测领域，进一步涉及一用于电源切换装置的电源状态检测系统及其检测方法。

背景技术

目前电源切换装置(ATS)已经广泛应用于发电厂、轨道交通、数据中心等行业，其中所述电源切换装置的工作过程就是通过一电源状态检测系统实时检测接入的至少两路电源电压是否存在异常，当所述电源状态检测系统检测到常用侧电源的电压有异常时，所述ATS能快速切换电源开关到由备用侧电源供电，以确保了电力系统中的负载的用电安全。通常情况下，所述电源状态检测系统的检测机制是基于实时采集电路中的供电电源的一组瞬时电压值，判断所述供电电源的电压是否存在异常。因此，所述电源状态检测系统的检测机制所需要的检测时间越短，所述ATS越能够快速地切换电源开关，以确保该负载的用电安全。换句话说，所述电源状态检测系统的电源检测方法的检测时间越短，所述ATS越能够快速地切换所述电源开关，进而最大限度地缩短由于供电电源异常所引起的负载掉电时间，确保负载供电安全。

在传统的所述电源切换装置中，所述电源状态检测系统的具体原理是采集电路的供电电源的电压在一个周波内的若干个离散点的瞬时电压值，然后利用均方根值算法处理各所述瞬时电压值得出检测结果。所述均方根值算法是指对每个所述离散点的所述瞬时电压值进行平方得到一组平方值，然后将所有的所述瞬时电压值的平方值相加再除以所述离散点的总数量后再开平方得出一检测值，进而基于所述检测值，所述电源状态检测系统判断所述电源电压是否存在异常。

因此，传统的所述电源切换装置的所述电源状态检测系统是需要一段时间长度的时间窗口来采集一组必要的采样点的瞬时电压值，为确保所述均分根值算法得出的所述检测值能够准确地指示所述供电电源的状态，所述时间窗口必须满足至少四分之一个周波(即5ms)的长度，由此所带来的问题必然是使所述ATS的切换电源开关的时间被动延长，非常不利于负荷的供电稳定性。

换句话说，目前的所述电源切换装置的所述电源状态检测系统基于至少在5ms的时间长度采集各所述采样点的瞬时电压值，然后才能够检测出所述电源的供电状态是否异常，进而导致所述ATS的切换电源开关的时间较长，不利于负载供电安全。

因此，如何能够进一步缩短所述电源状态检测系统的检测时间，使得所述电源切换装置能够更加快速地切换电源开关，以确保负载供电安全，是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一用于电源切换装置的电源状态检测系统及其检测方法，相较于传统的电源状态检测系统，其能够缩短对电源状态检测的检测时间，进而快速地检测出一供电电源是否出现异常，从而大幅度减少切换电源开关的时间，以确保负载供电安全。

本发明的另一个目的在于提供一用于电源切换装置的电源状态检测系统及其检测方法，其能够基于在少于5ms的采集时间窗内采集所述供电电源的一组离散点的采样电压值，检测出电路中的所述供电电源的状态是否异常。

本发明的另一个目的在于提供一用于电源切换装置的电源状态检测系统及其检测方法，其通过采集的所述离散点的采样电压值和一标准电源的相应的匹配点的标准电压值的对比，判断所述供电电源的状态是否异常，以降低检测时间。

本发明的另一个目的在于提供一用于电源切换装置的电源状态检测系统及其检测方法，其提供一基准数据库，其中所述基准数据库用于储存被预先录制完毕后的所述标准电源的一标准电压波。

本发明的另一个目的在于提供一用于电源切换装置的电源状态检测系统及其检测方法，其能够对所述供电电源的实时输入电压进行抗干扰处理。

本发明的另一个目的在于提供一用于电源切换装置的电源状态检测系统及其检测方法，其能够确保对电源状态检测的实时性和可靠性。

依本发明的一个方面，本发明进一步提供一一电源状态检测系统，其包括：

一转变电路：

一采集模块：

一基准模块；以及

一计算模块，其中所述转变电路将一供电电源的实时输入电压转变为与一标准电源的标准电压波的相位和频率一致的一输出电压波，其中所述采集模块获取该供电电源的该输出电源波的至少一离散点的采样电压值，其中所述基准模块获取该标准电源的该标准电压波的至少一匹配点的标准电压值，其中所述匹配点与所述离散点一一对应，基于所述采样电压值和所述标准电压值，其中所述计算模块获得一检测结果。

在一些实施例中，其中所述转变电路包括一相位转换电路、一过零点检测电路和一运放电路，其中所述相位转换电路将该供电电源的所述实时输入电压转换为一转换电压，其中所述转换电压与所述标准电压波的相位大小相等，其中所述过零点检测电路检测所述实时输入电压的过零点，基于所述转换电压和所述过零点，其中所述运放电路运放输出所述输出电压波。

在一些实施例中，其中所述采集模块包括从所述输出电压波的一个周波的一预设点开始计时采样，在一预设的采集时间窗内，每间隔一定间隔时间，所述采集模块采集获取一个所述离散点的采样电压值，其中所述基准模块包括从所述标准电压波的一个周波的相同的所述预设点开始计时采样，在相同的所述采集时间窗内，每间隔相同的所述间隔时间，所述基准模块采集获取一个所述匹配点的标准电压值。

在一些实施例中，其中所述采集模块包括从所述输出电压波的一个周波的0度点开始计时采样。

在一些实施例中，其中所述预设的采集时间窗少于5ms。

在一些实施例中，其中所述计算模块包括基于一第一采样电压值和一第一标准电压值的差值是否在一合理范围内，获得一第一计算结果，基于所述第一计算结果，所述计算模块获得所述检测结果。

在一些实施例中，其中所述计算模块还包括基于一第二采样电压值和一第二标准电压值的差值是否在一合理范围内，获得一第二计算结果，其中基于所述第一计算结果和所述第二计算结果，所述计算模块获得所述检测结构。

在一些实施例中，其还包括一抗干扰处理模块，其中所述抗干扰处理模块对该供电电源的所述实时输入电压进行数字滤波处理。

在一些实施例中，其还包括一基准数据库，其中该标准电源的所述标准电压波被预先录制完毕后储存于所述基准数据库。

依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一电源状态检测方法，其包括：

将一供电电源的实时输入电压转变为与一标准电源的标准电压波相位和频率一致的一输出电压波；

获取所述供电电源的所述输出电源波的至少一离散点的采样电压值；

获取所述标准电源的所述标准电压波的至少一匹配点的标准电压值，其中所述匹配点与所述离散点一一对应；以及

基于所述采样电压值和所述标准电压值，获得一检测结果。

在一些实施例中，其中在所述将一供电电源的实时输入电压转变为与一标准电源的标准电压波的相位和频率一致的一输出电压波的步骤中，包括：

将所述供电电源的所述实时输入电压转换为一转换电压，其中所述转换电压与所述标准电压波的相位大小相等；

检测所述实时输入电压的过零点；以及

基于所述转换电压和所述过零点，运放输出所述输出电压波。

其中，在检测所述实时输入电压的过零点的步骤中，包括：

基于所述实时输入电压，获得一过零点检测波；和

基于所述过零点检测波，获得所述实时输入电压的过零点以供确认所述实时输入电压的初始相位。

在一些实施例中，其中在所述获取所述供电电源的所述输出电源波的至少一离散点的采样电压值的步骤中，包括：

从所述输出电压波的一个周波的一预设点开始计时采样；和

在一预设的采集时间窗内，每间隔一定间隔时间，采集获取一个所述离散点的采样电压值；

其中，在所述获取所述标准电源的所述标准电压波的至少一匹配点的标准电压值的步骤中，包括：

从所述标准电压波的一个周波的相同的所述预设点开始计时采样；和

在相同的所述采集时间窗内，每间隔相同的所述间隔时间，采集获取一个所述匹配点的标准电压值。

在一些实施例中，其中在从所述输出电压波的一个周波的一预设点开始计时采样的步骤中，包括：

从所述输出电压波的一个周波的0度点开始计时采样。

在一些实施例中，其中所述预设的采集时间窗少于5ms。

在一些实施例中，其中在基于所述采样电压值和所述标准电压值，获得一检测结果的步骤中，包括：

基于一第一采样电压值和一第一标准电压值的差值是否在一合理范围内，获得一第一计算结果；和

基于所述第一计算结果，获得所述检测结果。

在一些实施例中，其中在基于所述采样电压值和所述标准电压值，获得一检测结果的步骤中，还包括：

基于一第二采样电压值和一第二标准电压值的差值是否在一合理范围内，获得一第二计算结果；和

其中在基于所述第一计算结果，获得所述检测结果的步骤中，包括：

基于所述第一计算结果和所述第二计算结果，获得所述检测结果。

在一些实施例中，其中在所述获取所述供电电源的所述输出电源波的至少一离散点的采样电压值之前，还包括：

对所述供电电源的所述实时输入电压进行数字滤波处理。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施例的电源状态检测系统的模块示意图。

图2是根据本发明的上述优选实施例的电源状态检测系统的转变电路的电路示意图。

图3是根据本发明的上述优选实施例的电源状态检测系统的过零点检测电路的过零点检测波与输入电压波的波形示意图。

图4是根据本发明的上述优选实施例的电源状态检测系统的基座数据库预先储存的标准电压波的波形示意图。

图5是根据本发明的上述优选实施例的电源状态检测系统的计算检测结果的流程示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1至图5所示为本发明的一个优选实施例的一电源状态检测系统100，其被用于一电力系统800的一电源切换装置200，其中所述电力系统800包括至少二电源810、820和至少一负载830，其中所述电源切换装置200被可工作地安装于各所述电源与所述负载之间，以供切换不同的电源为该负载供电。所述电源状态检测系统100用于实时地检测所述电力系统800的当前的供电电源的供电状态是否发生异常，如电压失压、电流过载或者电路短路等。当所述电源状态检测系统检测到所述供电电源的供电状态发生异常时，所述电源切换装置200能够及时地切换电源开关，使得该供电电源断开电路，其他电源如备用电源接入电路，进而为该负载继续提供可靠电力。

作为举例地，所述电力系统800被实施为一双电源系统，即双电源包括一供电电源810和一备用电源820，其中所述供电电源810日常地为该负载提供正常电力，当所述电源状态检测系统100检测到该供电电源810的状态发生异常时，所述电源切换装置200断开该供电电源810的电源开关，同时接入该备用电源820的电源开关，使得该备用电源820继续为该负载830提供可靠电力。

需要指出的是，所述供电电源810的所述实时输入电压在本实施例中表示为由随着时间变化的一组交流输入电压组成，因此，所述实施输入电压也可以是一输入电压波。

在本实施例中，所述电源状态检测系统100通过检测所述供电电源810的电压状态是否异常，进一步地，所述电源状态检测系统100通过实时地检测所述供电电源810的电压是否失压，来判断所述供电电源810的供电状态是否异常。熟知本领域的人员应当理解的是，所述电源状态检测系统100也可以是通过实时地检测所述供电电源810的电流或者功率等是否异常，来判断所述供电电源810的供电状态是否异常，在此不做限制。

如图1所示，优选地，所述电源状态检测系统100包括一转变电路10、一采集模块20、一基准模块30、一计算模块40和一基准数据库50，其中所述转变电路10被电连接于所述供电电源810，其中所述转变电路10实时地将所述供电电源810的实时输入电压转变为与一标准电源300的标准电压波的相位和频率一致的一输出电压波。所述采集模块20用于采集所述供电电源810的所述输出电源波的一组离散点的采样电压值。所述基准模块30用于获取所述标准电源300的所述标准电压波的一组匹配点的标准电压值，其中所述匹配点与所述离散点具有物理上的一一对应关系。基于所述采样电压值和所述标准电压值，所述计算模块40获得一检测结果，以供所述电源切换装置200切换电源开关。所述基准数据库50用于储存已经录制完毕的所述标准电源300的所述标准电压波。

进一步地，一电源状态检测方法，包括：

将所述供电电源810的实时输入电压转变为与所述标准电源300的标准电压波的相位和频率一致的所述输出电压波；

获取所述供电电源810的所述输出电源波的至少一所述离散点的采样电压值；

获取所述标准电源300的所述标准电压波的至少一所述匹配点的标准电压值，其中所述匹配点与所述离散点一一对应；以及

基于所述采样电压值和所述标准电压值，获得所述检测结果。

如图4所示，值得一提的是，所述标准电源300优选地选用AC380V的三相电源，其中所述标准电源300的实时输入电压经由所述转变电路10转变为三相电压波，经转变完毕后，其中所述三相电压波被录制存储于所述基准数据库50，并作为所述标准电压波。也就是说，所述标准电源300与所述供电电源810的实时输入电压均采用相同的所述转变电路10转变为相同相位和频率的电压波。换句话说，所述标准电源300的所述标准电源波作为基准参照波，其中所述供电电源810的所述输出电压波作为对比波，经由对比计算，所述电源状态检测系统100得出所述供电电源810的供电状态是否异常的检测结果。

可以理解的是，所述标准电源300的所述标准电压波可以是被事先录制完毕后存储于所述基准数据库50。因此，所述标准电压波的可靠性能够得到保障。优选地，所述基准数据库50被实施为所述电源切换装置的存储器。

具体地，所述标准电源300的所述标准电压波被实施为一正弦波形的正弦波，其中所述供电电源810的所述输出电压波被实施为匹配于所述正弦波的一脉冲波形的脉冲波。换句话说，所述脉冲波的相位与频率均等于所述正弦波的相位与频率。

进一步地，所述转变电路10包括一相位转换电路11、一过零点检测电路12和一运放电路13，其中所述相位转换电路11用于将所述供电电源810的实时输入电压转换为与所述标准电压波的相位相等的一转换电压，其中所述过零点检测电路12用于检测所述供电电源810的所述实时输入电压的过零点，基于所述过零点，其中所述运放电路13运放所述转换电压得到所述输出电压。换句话说，随着时间的变化，经由所述相位转换电路11实时地转换所述输入电压得到随时间变化的所述转换电压，经所述运放电路13运放后，所述转变电路10得到随时间变化的一组所述输出电压，其中所述输出电压形成所述输出电压波。

在所述电源状态检测方法的所述将所述供电电源810的实时输入电压转变为与所述标准电源300的标准电压波的相位和频率一致的一输出电压波的步骤中，包括：

将所述供电电源810的所述实时输入电压转换为所述转换电压，其中所述转换电压与所述标准电压波的相位大小相等；

检测所述实时输入电压的过零点；以及

基于所述转换电压和所述过零点，运放输出所述输出电压波。

一般情况下，所述电力系统800包括低压、中压或者高压系统，对于不同电压的所述电力系统800，其中所述供电电源810的输入电压的电压值也不同。举例地，对于中压电力系统，其电压适用范围为3.6KV-20KV，其中所述供电电源810的输入电压较大。因此，为防止所述供电电源810的输入电压的电压过大，而损坏所述运放电路13的元器件，所述相位转换电路11用于将所述供电电源810的输入电压转换为低压的所述转换电压，然后由所述运放电路13运放所述转换电压得到所述输出电压波。

优选地，所述相位转换电路11被实施为电压互感器(PT)，其中经所述相位转换电路11转换后的所述转换电压如图2所示V_N_AB，其中所述转换电压的幅值为包括1.5VAC的峰值，并含有1.65VDC的直流偏置电压。由此可见，所述转换电压的最大电压值较低，能够保证不会损坏所述运放电路13的元器件。

值得一提的是，所述供电电源810的输入电压经所述相位转换电路11转换后，相位发生改变，藉由所述相位转换电路11的类型或者转换效率，所述转换电压V_N_AB的相位能够被调整至于所述标准电压波的相位大小相同。

如图2所示，进一步地，所述转变电路10包括一滤波电容C39、一输入匹配电阻R42、一运放器U5B和一单电源VCC，其中所述输入匹配电阻R42与所述相位转换电路11串联形成一第一电路131，其中所述滤波电容C39与所述单电源VCC串联形成一第二电路132，其中所述第二电路132与所述第一电路131的所述输入匹配电阻R42并联形成所述过零点检测电路12。所述第一电路131和所述第二电路132均被串联连接于所述运放器U5B形成所述运放电路13，经由所述运放器U5B的运放后，输出所述输出电压波如图中所示FRQ_N_AB。也就是说，随时间变化的所述转换电压V_N_AB经过所述运放电路13的运放处理后，输出所述输出电压波FRQ_N_AB。

优选地，所述滤波电容C39选用100nF的电容，其中所述输入匹配电阻R42选用1.00KΩ的电阻，其中所述单电源VCC选用3.3VDC的直流电源，其中所述运放器U5B选用常规运放器。

具体地，所述过零点检测电路12用于确定所述转换电压V_N_AB的输入电压波形的过零点，其中所述运放电路13的所述运放器U5B基于所述输入电压波形的过零点，计算获得所述转换电压V_N_AB的频率，然后通过运放输出匹配于所述标准电压波的所述输出电压波。换句话说，所述运放电路13能够检测确定所述转换电压V_N_AB的输入电压波形的过零点和计算获得所述转换电压V_N_AB的输入电压波形的频率。也就是说，基于所述转换电压的输入电压波形的过零点，所述运放电路13输出与所述标准电压波频率相等的所述输出电压波。

进一步地，基于所述转化电压V_N_AB的输入电压波的过零点，所述过零点检测电路12形成一过零点检测波，如图3所示为所述过零点检测电路12形成的所述过零点检测波形和所述转化电压V_N_AB的输入电压波形，其中所述过零点检测波形为一方波，其中所述输入电压波形为一正弦波形。基于所述过零点检测波形，所述过零点检测电路12获得所述转化电压V_N_AB的输入电压波形的过零点，从而确认所述输入电压波形的初始检测相位。

相应地，基于所述标准电压波的过零点，所述过零点检测电路12也能够形成一标准电压过零点检测波形，基于所述标准电压过零点检测波形，所述过零点检测电路12获得所述标准电压波的过零点，从而确认所述标准电压波的初始相位，进而实现提前录制并储存，以供后续的所述运放电路13输出与所述标准电压波频率和相位均相等的所述输出电压波。也就是说，以所述标准电压波作为所述输入电压波，基于所述过零点检测波，所述过零点检测电路12检测获得所述标准电压波的过零点，从而确认所述标准电压波的初始相位。

值得一提的是，所述运放电路13输出的所述输出电压波FRQ_N_AB的相位与所述转换电压V_N_AB的相位恰好相反。也就是说，藉由所述相位转换电路11的转换，所述运放电路13输出的所述输出电压波的相位与所述标准电压波的相位相等。

熟知本领域人员应当理解的是，所述转变电路10能够确定所述转换电压V_N_AB的输入电压波形的过零点，和计算得出所述转换电压V_N_AB的输入电压波形的频率，经电路运放后，输出严格匹配于所述标准电压波的所述输出电压波。因此，在保证所述转变电路10的目的不变的情况下，所述转变电路10还可以被实施为其他变形的电路，在此不受限制。换句话说，所述转变电路10的各元器件的数量以及各元器件之间的串联或者并联可以在合理范围内作为相应的改变。

进一步地，在所述供电电源810的实时输入电压经由所述转变电路10的转变形成所述输出电压波的基础上，所述采集模块20按照一定的采样时间间隔依次采集获取所述输出电压波的一组离散点的所述采样电压值。

优选地，所述采集模块20从所述输出电压波的每个周波的一预设点开始计时采样，每间隔一时间T0，采集获取一个离散点的采样电压值，依次采集获取N个离散点的采样电压值(Ni，其中i＝1、2、3...)。所述预设点被优选实施为所述输出电压波的每个周波的0度点，换句话说，所述采集模块20从每个周波的0度开始依次采集获取各所述离散点的所述采样电压值。

进一步地，所述采集模块20在所述输出电压波的每个周波内依次采集64个离散点的采样电压值。也就是说，所述采集模块20在所述输出电压波的每个周波内，均从0度开始，在一预设的采集时间窗内，间隔所述时间T0，依次采集获取64个离散点的所述采样电压值。因此，所述输出电压波的每个周波的各所述离散点所在的位置均以所述预设点相距一定的时间间隔。换句话说，所述采集模块20采集获取的所述离散点的所述采用电压值所在的位置与所述预设点相距n个所述时间间隔T0。

基于所述基准数据库50储存的所述标准电压波，所述基准模块30从所述标准电压波的一个周波的所述预设点开始，在相同的所述采样时间窗内，每隔所述时间T0，依次获取N个所述匹配点的所述标准电压值(Mi，其中i＝1、2、3...)。换句话说，从所述标准电压波的0度开始，每隔所述时间间隔T0，所述基准模块30依次获取N个所述标准电压波的所述匹配点的所述标准电压值。也就是说，所述基准模块30获取的所述匹配点的所述标准电压值所在的位置与所述预设点相距n个所述时间间隔T0。

在所述电源状态检测方法中，其中在所述获取所述供电电源的所述输出电源波的至少一离散点的采样电压值的步骤中，包括：

从所述输出电压波的一个周波的一预设点开始计时采样；和

在所述预设的采集时间窗内，每间隔一定间隔时间，采集获取一个所述离散点的采样电压值；

其中，在所述获取所述标准电源的所述标准电压波的至少一匹配点的标准电压值的步骤中，包括：

从所述标准电压波的一个周波的相同的所述预设点开始计时采样；和

在相同的所述采集时间窗内，每间隔相同的所述间隔时间，采集获取一个所述匹配点的标准电压值。

其中，从所述输出电压波的一个周波的0度点开始计时采样。

其中，所述预设的采集时间窗少于5ms。

可以看出的是，所述匹配点与所述离散点具有物理上的一一对应关系。换句话说，由于所述标准电压波与所述输出电压波的相位和频率均一致，所述标准电压波的0度与所述输出电压波的0度具有物理上的一一对应关系，因此，每隔所述时间间隔T0，相应的所述离散点与相应的所述匹配点也具有物理上的一一对应关系。也就是说，所述离散点的所述采样电压值N1对应所述匹配点的所述标准电压值M1，其中所述离散点的所述采样电压值N2对应所述匹配点的所述标准电压值M2，所述所述离散点的所述采样电压值N3对应所述匹配点的所述标准电压值M3，等等。

理论上，每当所述采集模块40采集一次所述离散点的所述采样电压值时，所述计算模块40通过计算获得所述离散点的所述采样电压值与对应的匹配点的标准电压值的差值D，然后判断所述差值D是否在一合理范围值内，若是，则输出检测结果为所述供电电源810的供电状态正常，若否，则输出检测结果为所述供电电源810的供电状态异常，需要启动所述电源切换装置的切换电源开关流程。可以看出的是，藉由所述采集模块40采集所述供电电源810的所述输出电压波的所述采样电压值的实时性与连续性，所述计算模块40能够实时地或者连续地获得所述供电电源810的供电状态是否异常的检测结果，从而确保所述电源状态检测系统100实际检测的实时性或连续性。

可以理解的是，所述合理范围值可以根据所述供电电源810的型号或者类型被人为地设定范围值，或者说，对于不同类型或者型号的所述供电电源810，用户可以预设定相应大小的所述合理范围值。

在实际应用中，由于数据采集可能会受到外界或者内部的干扰，而导致所述采集模块20采集获取的某些所述采样电压值的数据受到干扰，进而导致所述电源状态检测系统100的检测结果出现误差等。因此，为提高所述电源状态检测系统100的检测结果的准确性和可靠性。

进一步地，所述电源状态检测系统100还包括一抗干扰处理模块60，藉由所述采样模块20增大采集所述输出电压波的所述离散点的采样数量，其中所述抗干扰模块60采用数字滤波的方式将所述转变电路10的所述相位转换电路11转换后的所述采样电压进行抗干扰处理。也就是说，所述供电电源810的所述实时输入电压经所述相位转换电路11转换后，进一步经所述抗干扰处理模块60处理后，输入所述运放电路13运放后转变为所述输出电压波。因此，所述采集模块20采集获取的所述输出电压波的所述采样电压值更加准确。

进一步地，所述计算模块40通过连续对比一组所述采样电压值与对应的标准电压值，获得所述检测结果。也就是说，所述计算模块40通过计算多个离散点的所述采样电压值分别与对应的所述匹配电压的标准电压值的差值是否在所述合理范围内，获得多个计算结果，根据这些计算结果，所述计算模块40获得所述检测结果。也就是说，所述计算模块40通过对多个点的数据检测对比，综合判断所述供电电源810的供电状态是否异常，进而提高了所述电源状态检测系统100的检测结果的可靠性。

优选地，所述计算模块40基于8个连续的所述离散点的所述采样电压值分别与对应的所述匹配点的所述标准电压值的对比，获得所述检测结果。换句话说，所述计算模块40分别基于第一离散点的第一采样电压值和所述第一匹配点的第一标准电压值，获得一第一计算结果，基于所述第二离散点的第二采样电压值和所述第二匹配点的第二标准电压值，获得一第二计算结果，...，基于所述第八离散点的第八采样电压值和所述第八匹配点的第八标准电压值，或者一第八计算结果。所述计算模块40基于所述第一计算结果、所述第二计算结果、...和所述第八计算结果，获得所述检测结果。

在所述电源状态检测方法中，其中在基于所述采样电压值和所述标准电压值，获得一检测结果的步骤中，包括：

基于一第一采样电压值和一第一标准电压值的差值是否在一合理范围内，获得一第一计算结果；和

基于所述第一计算结果，获得所述检测结果。

其中，还在基于所述采样电压值和所述标准电压值，获得一检测结果的步骤中，还包括：

基于一第二采样电压值和一第二标准电压值的差值是否在一合理范围内，获得一第二计算结果；和

其中在基于所述第一计算结果，获得所述检测结果的步骤中，包括：

基于所述第一计算结果和所述第二计算结果，获得所述检测结果。

其中在所述获取所述供电电源的所述输出电源波的至少一离散点的采样电压值之前，还包括：

对所述供电电源810的所述实时输入电压进行数字滤波处理。

举例地，所述计算模块40可以根据所述第一计算结果、所述第二计算结果、...和所述第八计算结果中的正常结果与异常结果的相对数量，判断得出所述检测结果。比如说，所述正常结果的数量大于等于一合理值，则所述计算模块40获得的所述检测结果为所述供电电源810的供电状态正常，否则所述检测结果为所述供电电源810的供电状态异常，其中所述合理值可以被预设为1、2、3、4、5、6、7或者8中的任意一个，或者所述合理值也可以被实施为比值，在此不受限制。

如图5所示，值得一提的是，所述采集模块20在所述输出电压波的一个周波内依次采集的64个所述离散点的所述采样电压值，其中所述计算模块40基于8个连续的所述离散点的所述采样电压值与对应的所述匹配点的标准电压值，获得所述检测结果。也就是说，所述采集模块20仅需依次采集8个所述供电电源的所述输出电压波的所述离散点的所述采样电压值，所述计算模块40即可获得一次所述检测结果，进而完成一次对所述供电电源810的供电状态的检测。

可以看出的是，为保证在所述输出电压波的一个周波内的各所述离散点的所述采样电压值具有有效性，所述采集模块20在一个所述周波内采集64个所述离散点的总时间T被预设为20ms，每隔一时间间隔T0，其中T0等于T除以N为0.3125ms，其中所述采集模块20依次采集8个所述供电电源的所述输出电压波的所述离散点的所述采用电压值的采集时间窗为8T0，即2.5ms。也就是说，所述电源状态检测系统100仅需在2.5ms的采集时间窗内采集的一组所述采用电压值，即可完成对所述供电电源810的供电状态的检测，进而同时兼顾了检测结果的可靠性和检测时间的快速性。

熟知本领域的人员应当理解的是，所述采集模块20也可以是采集其他数量的所述采样电压值，以供所述计算模块40获得所述检测结果。换句话说，根据所述采集模块20采集的所述采样电压值的数量的不同，所述电源状态检测系统100采集数据的所述采集时间窗可以被自由调整，进而改变检测时间。也就是说，所述采集时间窗的预设时间能够被调整少于5ms。比如说，当所述采集模块20采集的所述采样电压值的数量为12个时，所述采集时间窗的时间长度为3.75ms，等等，在此不受限制。因此，相较于传统的电源状态检测系统，本发明的所述电源状态检测系统100能够基于在少于5ms的采集时间窗内采集所述供电电源的一组离散点的采样电压值，检测出电路中的所述供电电源的状态是否异常，进而更加快速。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (19)

1.一电源状态检测方法，其特征在于，包括：

将一供电电源的实时输入电压转变为与一标准电源的标准电压波的相位和频率一致的一输出电压波；

获取所述供电电源的所述输出电源波的至少一离散点的采样电压值；

获取所述标准电源的所述标准电压波的至少一匹配点的标准电压值，其中所述匹配点与所述离散点一一对应；以及

基于所述采样电压值和所述标准电压值，获得一检测结果。

2.根据权利要求1所述电源状态检测方法，其中在所述将一供电电源的实时输入电压转变为与一标准电源的标准电压波的相位和频率一致的一输出电压波的步骤中，包括：

将所述供电电源的所述实时输入电压转换为一转换电压，其中所述转换电压与所述标准电压波的相位大小相等；

检测所述实时输入电压的过零点；以及

基于所述转换电压和所述过零点，运放输出所述输出电压波。

3.根据权利要求2所述电源状态检测方法，其中，在检测所述实时输入电压的过零点的步骤中，包括：

基于所述实时输入电压，获得一过零点检测波；和

基于所述过零点检测波，获得所述实时输入电压的过零点以供确认所述实时输入电压的初始相位。

4.根据权利要求1所述电源状态检测方法，其中在所述获取所述供电电源的所述输出电源波的至少一离散点的采样电压值的步骤中，包括：

从所述输出电压波的一个周波的一预设点开始计时采样；和

在一预设的采集时间窗内，每间隔一定间隔时间，采集获取一个所述离散点的采样电压值；

其中，在所述获取所述标准电源的所述标准电压波的至少一匹配点的标准电压值的步骤中，包括：

从所述标准电压波的一个周波的相同的所述预设点开始计时采样；和

在相同的所述采集时间窗内，每间隔相同的所述间隔时间，采集获取一个所述匹配点的标准电压值。

5.根据权利要求4所述电源状态检测方法，其中在从所述输出电压波的一个周波的一预设点开始计时采样的步骤中，包括：

从所述输出电压波的一个周波的0度点开始计时采样。

6.根据权利要求4所述电源状态检测方法，其中所述预设的采集时间窗少于5ms。

7.根据权利要求1至6任一所述电源状态检测方法，其中在基于所述采样电压值和所述标准电压值，获得一检测结果的步骤中，包括：

基于一第一采样电压值和一第一标准电压值的差值是否在一合理范围内，获得一第一计算结果；和

基于所述第一计算结果，获得所述检测结果。

8.根据权利要求7所述电源状态检测方法，其中在基于所述采样电压值和所述标准电压值，获得一检测结果的步骤中，还包括：

基于一第二采样电压值和一第二标准电压值的差值是否在一合理范围内，获得一第二计算结果；和

其中在基于所述第一计算结果，获得所述检测结果的步骤中，包括：

基于所述第一计算结果和所述第二计算结果，获得所述检测结果。

9.根据权利要求1所述电源状态检测方法，其中在所述获取所述供电电源的所述输出电源波的至少一离散点的采样电压值之前，还包括：

对所述供电电源的所述实时输入电压进行数字滤波处理。

10.根据权利要求1所述电源状态检测方法，其中所述标准电源的所述标准电压波被预先录制完毕后储存于一基准数据库。

11.一电源状态检测系统，其特征在于，包括：

一转变电路：

一采集模块：

一基准模块；以及

一计算模块，其中所述转变电路将一供电电源的实时输入电压转变为与一标准电源的标准电压波的相位和频率一致的一输出电压波，其中所述采集模块获取该供电电源的该输出电源波的至少一离散点的采样电压值，其中所述基准模块获取该标准电源的该标准电压波的至少一匹配点的标准电压值，其中所述匹配点与所述离散点一一对应，基于所述采样电压值和所述标准电压值，其中所述计算模块获得一检测结果。

12.根据权利要求11所述电源状态检测系统，其中所述转变电路包括一相位转换电路、一过零点检测电路和一运放电路，其中所述相位转换电路将该供电电源的所述实时输入电压转换为一转换电压，其中所述转换电压与所述标准电压波的相位大小相等，其中所述过零点检测电路检测所述实时输入电压的过零点，基于所述转换电压和所述过零点，其中所述运放电路运放输出所述输出电压波。

13.根据权利要求12所述电源状态检测系统，其中所述采集模块包括从所述输出电压波的一个周波的一预设点开始计时采样，在一预设的采集时间窗内，每间隔一定间隔时间，所述采集模块采集获取一个所述离散点的采样电压值，其中所述基准模块包括从所述标准电压波的一个周波的相同的所述预设点开始计时采样，在相同的所述采集时间窗内，每间隔相同的所述间隔时间，所述基准模块采集获取一个所述匹配点的标准电压值。

14.根据权利要求13所述电源状态检测系统，其中所述采集模块包括从所述输出电压波的一个周波的0度点开始计时采样。

15.根据权利要求14所述电源状态检测系统，其中所述预设的采集时间窗少于5ms。

16.根据权利要求11至15任一所述电源状态检测系统，其中所述计算模块包括基于一第一采样电压值和一第一标准电压值的差值是否在一合理范围内，获得一第一计算结果，基于所述第一计算结果，所述计算模块获得所述检测结果。

17.根据权利要求16所述电源状态检测系统，其中所述计算模块还包括基于一第二采样电压值和一第二标准电压值的差值是否在一合理范围内，获得一第二计算结果，其中基于所述第一计算结果和所述第二计算结果，所述计算模块获得所述检测结构。

18.根据权利要求11所述电源状态检测系统，其还包括一抗干扰处理模块，其中所述抗干扰处理模块对该供电电源的所述实时输入电压进行数字滤波处理。

19.根据权利要求11所述电源状态检测系统，其还包括一基准数据库，其中该标准电源的所述标准电压波被预先录制完毕后储存于所述基准数据库。