CN202931283U - 一种精确锁相器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种精确锁相器，属于电网控制技术领域。该锁相器包括按序串接的高通滤波器、低通滤波器和过零比较器，还含有FPGA构成的补偿器，过零比较器的输出端在外接电网主控器件的对应端口的同时，还通过补偿器外接电网主控器件的对应端口。工作时，本实用新型的锁相器通过高通滤波器、低通滤波器将输入的电网电压信号滤波并消除信号在零点附近的抖动，以免在一个过零点处误测到多个阶跃导致不能锁相。接着借助过零比较器测得电网电压两个相邻过零点之间的时间。然后通过补偿器进行实时频率计算，同时根据前级滤波电路的参数获得滤波电路产生的时延，对过零比较器得出的时间进行补偿，从而输出电压相位和频率的准确信息，实现精确锁相。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种锁相电路，尤其是一种精确锁相器，属于电网控制技术领域。
背景技术
在逆变器并网系统中，很多控制需要捕捉到电网电压的相位。
目前普遍使用锁相环(PLL，Phase-Locked Loop)实现锁相。PLL由一系列的功能模块集合而成，能实现多路信号相位和频率的跟踪(具体参见《PWM整流器及其控制》，张兴，张崇巍，机械工业出版社，2013.2，第九章)。
但采用PLL进行锁相会出现失锁(反映环路处在既不锁定、也不跟踪的工作状态)的问题。失锁是锁相环的固有属性，引起失锁的原因主要有以下几点：1)过大的频率阶跃。2)过大的频率斜升。3)过大的噪声干扰。而噪声干扰在实际的强电环境中几乎是无法避免的，因此PLL锁相在电力系统控制领域的应用也受到了较大的限制。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种可以避免失锁的精确锁相器。
为了达到以上目的，本实用新型的精确锁相器包括按序串接的滤波器和过零比较器，其改进之处在于：还含有用以校正过零比较器前级滤波器相位偏差的补偿器，所述过零比较器的输出端在外接电网主控器件的对应端口的同时，还通过所述补偿器外接电网主控器件的对应端口。
滤波器通常由串联的高通滤波器和低通滤波器构成。补偿器可以由FPGA(Field-Programmable Gate Array即现场可编程门阵列)构成。
工作时，本实用新型的锁相器通过高通滤波器、低通滤波器将输入的电网电压信号滤波并消除信号在零点附近的抖动，接着借助过零比较器测得电网电压两个相邻过零点之间的时间。然后通过补偿器进行实时频率计算，同时根据前级滤波电路的参数获得滤波电路产生的时延，对过零比较器得出的时间进行补偿，从而输出电压相位和频率的准确信息，实现精确锁相。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型一个实施例的电路原理图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的一种精确锁相器基本结构如图1所示，包括按序串接的高通滤波器A、低通滤波器B和过零比较器C，还包括FPGA(EP1C6Q240C8芯片)构成的补偿器D，用以校正过零比较器前级滤波器相位偏差。其中，高通滤波器和低通滤波器分别由作为核心器件的比较器及其外围阻容器件构成。过零比较器由作为核心器件的比较芯片(LM311D)及其外围阻容器件构成。过零比较器的输出端在外接电网主控器件——DSP的对应端口的同时，还通过所述补偿器外接电网主控器件的对应端口。
工作时，本实施例的锁相器通过高通滤波器、低通滤波器将输入的电网电压信号滤波并消除信号在零点附近的抖动，以免在一个过零点处误测到多个阶跃导致不能锁相。接着借助过零比较器测得电网电压两个相邻过零点之间的时间。然后通过补偿器进行实时频率计算，同时根据前级滤波电路的参数获得滤波电路产生的时延，对过零比较器得出的时间进行补偿，从而输出电压相位和频率的准确信息，实现精确锁相。其显著优点在于：
1)利用高通滤波电路滤除电网电压信号中的直流分量，之后采用低通滤波器来滤除其中的高频分量，可以有效消除抖动；
2)利用FPGA(EP1C6Q240C8)校正过零比较器前级滤波器带来的相位偏差，从而保证成功实现精准锁相。
Claims (3)
1.一种精确锁相器，包括按序串接的滤波器和过零比较器，其特征在于：还含有用以校正过零比较器前级滤波器相位偏差的补偿器，所述过零比较器的输出端在外接电网主控器件的对应端口的同时，还通过所述补偿器外接电网主控器件的对应端口。
2.根据权利要求1所述的精确锁相器，其特征在于：所述滤波器由串联的高通滤波器和低通滤波器构成。
3.根据权利要求2所述的精确锁相器，其特征在于：所述补偿器由现场可编程门阵列构成。
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| CN 201220571382 CN202931283U (zh) | 2012-11-02 | 2012-11-02 | 一种精确锁相器 |
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| CN202931283U true CN202931283U (zh) | 2013-05-08 |
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Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106452120A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-02-22 | 四川英杰电气股份有限公司 | 一种锁相同步补偿处理方法及系统 |
| CN112332836A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-02-05 | 天津津航计算技术研究所 | 一种逆变器基准信号锁相电路 |
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2012
- 2012-11-02 CN CN 201220571382 patent/CN202931283U/zh not_active Expired - Fee Related
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Addressee: NANJING TONGHUI ELECTRICAL TECHNOLOGY CO., LTD. Document name: Notification of Passing Examination on Formalities |
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