JP2000206161A - 電力演算装置 - Google Patents
電力演算装置Info
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- JP2000206161A JP2000206161A JP11009269A JP926999A JP2000206161A JP 2000206161 A JP2000206161 A JP 2000206161A JP 11009269 A JP11009269 A JP 11009269A JP 926999 A JP926999 A JP 926999A JP 2000206161 A JP2000206161 A JP 2000206161A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電力値の演算精度を向上することができ、し
かもデータ保持のための記憶領域を用意する必要がない
電力演算装置を実現する。 【解決手段】 第1及び第2の1ビットAD変調器は、
アナログ電圧信号とアナログ電流信号をそれぞれ1ビッ
トのデジタルコードに変換する。第1及び第2のデジメ
ーションフィルタは、変換した1ビットのデジタルコー
ドを一定時間にわたってそれぞれ積分し、複数ビットの
デジタルコードであるデジタル電圧信号及びデジタル電
流信号に変換する。位相差検出手段は、アナログ電圧信
号とアナログ電流信号の位相差を検出する。シフト手段
は、位相差検出手段で検出した位相差だけ第1のデジメ
ーションフィルタまたは第2のデジメーションフィルタ
の積分区間をシフトする。第1のデジメーションフィル
タまたは第2のデジメーションフィルタを経た後のデジ
タル電圧信号とデジタル電流信号を乗算して電力値を求
める。
かもデータ保持のための記憶領域を用意する必要がない
電力演算装置を実現する。 【解決手段】 第1及び第2の1ビットAD変調器は、
アナログ電圧信号とアナログ電流信号をそれぞれ1ビッ
トのデジタルコードに変換する。第1及び第2のデジメ
ーションフィルタは、変換した1ビットのデジタルコー
ドを一定時間にわたってそれぞれ積分し、複数ビットの
デジタルコードであるデジタル電圧信号及びデジタル電
流信号に変換する。位相差検出手段は、アナログ電圧信
号とアナログ電流信号の位相差を検出する。シフト手段
は、位相差検出手段で検出した位相差だけ第1のデジメ
ーションフィルタまたは第2のデジメーションフィルタ
の積分区間をシフトする。第1のデジメーションフィル
タまたは第2のデジメーションフィルタを経た後のデジ
タル電圧信号とデジタル電流信号を乗算して電力値を求
める。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アナログ電圧信号
とアナログ電流信号とを乗算して電力を算出する電力演
算装置に関するものである。
とアナログ電流信号とを乗算して電力を算出する電力演
算装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電力を算出するときに、アナログ電圧信
号とアナログ電流信号に位相誤差があると、算出電力値
に誤差が生じる。このため、電力演算装置では位相誤差
の影響を除去するための対策が講じられている。
号とアナログ電流信号に位相誤差があると、算出電力値
に誤差が生じる。このため、電力演算装置では位相誤差
の影響を除去するための対策が講じられている。
【0003】図3はこのような電力演算装置における従
来の構成例を示した図、図4は図3の装置における各信
号のタイムチャートである。図3で、1ビットAD変調
器1及び2は、アナログ電圧信号A1及びアナログ電流
信号A2をそれぞれ1ビットのデジタルコードC1及び
C2に変換する。デジメーションフィルタ3及び4は、
1ビットAD変調器1及び2で変換したデジタルコード
を一定時間にわたってそれぞれ積分し、複数ビットのデ
ジタルコードであるデジタル電圧信号D1及びデジタル
電流信号D2に変換する。
来の構成例を示した図、図4は図3の装置における各信
号のタイムチャートである。図3で、1ビットAD変調
器1及び2は、アナログ電圧信号A1及びアナログ電流
信号A2をそれぞれ1ビットのデジタルコードC1及び
C2に変換する。デジメーションフィルタ3及び4は、
1ビットAD変調器1及び2で変換したデジタルコード
を一定時間にわたってそれぞれ積分し、複数ビットのデ
ジタルコードであるデジタル電圧信号D1及びデジタル
電流信号D2に変換する。
【0004】アナログ電圧信号A1とアナログ電流信号
A2に位相誤差があるときは、デジタル電圧信号D1と
デジタル電流信号D2にも位相誤差がある。位相補正フ
ィルタ5は、デジタル電圧信号D1の位相をシフトする
ことによって位相誤差を補正する。演算手段6は、位相
補正後のデジタル電圧信号D3とデジタル電流信号D2
から電力値Pを算出する。演算手段6は、例えば、一定
期間にわたってサンプリング周期毎に瞬時電力値を算出
し、算出した瞬時電力値の平均値を電力値とする。瞬時
電力値はサンプリング周期毎に得られるデジタル電圧信
号D3とデジタル電流信号D2を乗算することによって
求められる。
A2に位相誤差があるときは、デジタル電圧信号D1と
デジタル電流信号D2にも位相誤差がある。位相補正フ
ィルタ5は、デジタル電圧信号D1の位相をシフトする
ことによって位相誤差を補正する。演算手段6は、位相
補正後のデジタル電圧信号D3とデジタル電流信号D2
から電力値Pを算出する。演算手段6は、例えば、一定
期間にわたってサンプリング周期毎に瞬時電力値を算出
し、算出した瞬時電力値の平均値を電力値とする。瞬時
電力値はサンプリング周期毎に得られるデジタル電圧信
号D3とデジタル電流信号D2を乗算することによって
求められる。
【0005】図3の従来例では、1ビットAD変換器
1,2とデジメーションフィルタ3,4でAD変換器
(アナログ・デジタル変換器)を構成し、AD変換器の
出力であるデジタル信号(デジタル電圧信号とデジタル
電流信号)に対して位相補正を含む全てのデジタル演算
を行っている。
1,2とデジメーションフィルタ3,4でAD変換器
(アナログ・デジタル変換器)を構成し、AD変換器の
出力であるデジタル信号(デジタル電圧信号とデジタル
電流信号)に対して位相補正を含む全てのデジタル演算
を行っている。
【0006】しかし、この従来例では次の問題点があっ
た。 位相補正フィルタ5にゲイン誤差がある場合、そのゲ
イン誤差はそのまま電力値の演算誤差になる。 位相補正を行うための専用のフィルタが存在するた
め、位相補正後のデジタル電圧信号を保持するための一
時的な記憶領域が必要となる。例えば、デジタル電圧信
号が16ビットデータの場合は、16ビットレジスタが
必要となる。 アナログ電圧信号A1やアナログ電流信号A2に高調
波が混在する場合、高調波により位相補正フィルタ5に
表れるゲイン変化、位相変化等がデジタル電圧信号のみ
にかかるため、電力値の演算精度が低下する。
た。 位相補正フィルタ5にゲイン誤差がある場合、そのゲ
イン誤差はそのまま電力値の演算誤差になる。 位相補正を行うための専用のフィルタが存在するた
め、位相補正後のデジタル電圧信号を保持するための一
時的な記憶領域が必要となる。例えば、デジタル電圧信
号が16ビットデータの場合は、16ビットレジスタが
必要となる。 アナログ電圧信号A1やアナログ電流信号A2に高調
波が混在する場合、高調波により位相補正フィルタ5に
表れるゲイン変化、位相変化等がデジタル電圧信号のみ
にかかるため、電力値の演算精度が低下する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決するためになされたものであり、デジタルコー
ドをデジメーションフィルタで積分する際に、その積分
区間をアナログ電圧信号とアナログ電流信号の位相誤差
に応じてシフトすることによって、電力値の演算精度を
向上することができ、しかもデータ保持のための記憶領
域を用意する必要がない電力演算装置を実現することを
目的とする。
点を解決するためになされたものであり、デジタルコー
ドをデジメーションフィルタで積分する際に、その積分
区間をアナログ電圧信号とアナログ電流信号の位相誤差
に応じてシフトすることによって、電力値の演算精度を
向上することができ、しかもデータ保持のための記憶領
域を用意する必要がない電力演算装置を実現することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は次のとおりの構
成になった電力演算装置である。
成になった電力演算装置である。
【0009】(1)アナログ電圧信号とアナログ電流信
号とを乗算して電力を算出する電力演算装置において、
アナログ電圧信号とアナログ電流信号をそれぞれ1ビッ
トのデジタルコードに変換する第1及び第2の1ビット
AD変調器と、前記第1及び第2の1ビットAD変調器
で変換したデジタルコードを一定時間にわたってそれぞ
れ積分し、複数ビットのデジタルコードであるデジタル
電圧信号及びデジタル電流信号に変換する第1及び第2
のデジメーションフィルタと、前記デジタル電圧信号と
デジタル電流信号を乗算して電力値を算出する演算手段
と、アナログ電圧信号とアナログ電流信号の位相差を検
出する位相差検出手段と、前記位相差検出手段で検出し
た位相差だけ前記第1のデジメーションフィルタまたは
第2のデジメーションフィルタの積分区間をシフトする
シフト手段と、を具備したことを特徴とする電力演算装
置。
号とを乗算して電力を算出する電力演算装置において、
アナログ電圧信号とアナログ電流信号をそれぞれ1ビッ
トのデジタルコードに変換する第1及び第2の1ビット
AD変調器と、前記第1及び第2の1ビットAD変調器
で変換したデジタルコードを一定時間にわたってそれぞ
れ積分し、複数ビットのデジタルコードであるデジタル
電圧信号及びデジタル電流信号に変換する第1及び第2
のデジメーションフィルタと、前記デジタル電圧信号と
デジタル電流信号を乗算して電力値を算出する演算手段
と、アナログ電圧信号とアナログ電流信号の位相差を検
出する位相差検出手段と、前記位相差検出手段で検出し
た位相差だけ前記第1のデジメーションフィルタまたは
第2のデジメーションフィルタの積分区間をシフトする
シフト手段と、を具備したことを特徴とする電力演算装
置。
【0010】(2)前記位相差検出手段で検出した位相
差がθ°である場合に、前記シフト手段は次式で与えら
れるシフト量Pcorrだけ第1のデジメーションフィルタ
または第2のデジメーションフィルタの積分区間をシフ
トすることを特徴とする(1)記載の電力演算装置。 Pcorr=(θ/360)・(fmod/fsig) ただし、fsig:アナログ電圧信号及びアナログ電流信
号の周波数 fmod:第1及び第2の1ビットAD変調器の出力更新
周波数
差がθ°である場合に、前記シフト手段は次式で与えら
れるシフト量Pcorrだけ第1のデジメーションフィルタ
または第2のデジメーションフィルタの積分区間をシフ
トすることを特徴とする(1)記載の電力演算装置。 Pcorr=(θ/360)・(fmod/fsig) ただし、fsig:アナログ電圧信号及びアナログ電流信
号の周波数 fmod:第1及び第2の1ビットAD変調器の出力更新
周波数
【0011】(3)前記第1または第2のデジメーショ
ンフィルタは積分開始と積分終了のタイミングをトリガ
信号で与え、前記シフト手段は位相差検出手段で検出し
た位相差に応じた時間だけ前記トリガ信号の発生タイミ
ングをシフトすることを特徴とする(1)記載の電力演
算装置。
ンフィルタは積分開始と積分終了のタイミングをトリガ
信号で与え、前記シフト手段は位相差検出手段で検出し
た位相差に応じた時間だけ前記トリガ信号の発生タイミ
ングをシフトすることを特徴とする(1)記載の電力演
算装置。
【0012】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図1は本発明の一実施例を示す構成図、図2
は図1の装置における各信号のタイムチャートである。
これらの図で前出の図と同一のものは同一符号を付け
る。図1で、位相差検出手段10は、アナログ電圧信号
A1とアナログ電流信号A2の位相差を検出する。位相
差検出手段10は、例えば次の構成になっている。アナ
ログ電圧信号A1とアナログ電流信号A2の一方の位相
をシフトし、このときの電力値Pの波形をモニタする。
波形のピーク値が最大になったところが信号A1とA2
の位相が一致するところである。従って、位相シフト前
の状態から信号A1とA2の位相が一致する状態までの
位相シフト量を信号A1とA2の位相差とする。このよ
うにして位相差を検出する。
説明する。図1は本発明の一実施例を示す構成図、図2
は図1の装置における各信号のタイムチャートである。
これらの図で前出の図と同一のものは同一符号を付け
る。図1で、位相差検出手段10は、アナログ電圧信号
A1とアナログ電流信号A2の位相差を検出する。位相
差検出手段10は、例えば次の構成になっている。アナ
ログ電圧信号A1とアナログ電流信号A2の一方の位相
をシフトし、このときの電力値Pの波形をモニタする。
波形のピーク値が最大になったところが信号A1とA2
の位相が一致するところである。従って、位相シフト前
の状態から信号A1とA2の位相が一致する状態までの
位相シフト量を信号A1とA2の位相差とする。このよ
うにして位相差を検出する。
【0013】デジメーションフィルタ31は、デジメー
ションフィルタ4と同じ周波数特性を持ったフィルタ部
311にシフト手段312を付加している。シフト手段
312は、位相差検出手段10で検出した位相差だけフ
ィルタ部311の積分区間をシフトする。
ションフィルタ4と同じ周波数特性を持ったフィルタ部
311にシフト手段312を付加している。シフト手段
312は、位相差検出手段10で検出した位相差だけフ
ィルタ部311の積分区間をシフトする。
【0014】なお、電圧信号を処理するデジメーション
フィルタ側にシフト手段312を設けた場合を示してい
るが、電流信号を処理するデジメーションフィルタ側に
シフト手段312を設けてもよい。
フィルタ側にシフト手段312を設けた場合を示してい
るが、電流信号を処理するデジメーションフィルタ側に
シフト手段312を設けてもよい。
【0015】ここで、アナログ電圧信号A1に対してア
ナログ電流信号A2の位相がθ°だけ進んでいる場合に
ついて考える。位相が遅れている場合はθの値が負であ
るので同様に考えることができる。θは位相差検出手段
10で検出される。アナログ電流信号A2の位相が進ん
でいる分だけアナログ電圧信号A1の位相を進ませれば
位相誤差を補正できる。つまり、デシメーションフィル
タ31における電圧信号の積分区間をθ°だけ進めれば
よい。アナログ電圧信号A1とアナログ電流信号A2の
周波数をfsig[Hz]、1ビットAD変調器1,2の
出力更新周波数をfmod[Hz]とすると、θ°だけ位
相を進めるための積分区間のシフト量Pcorrは次式で与
えられる。 Pcorr=(θ/360)・(fmod/fsig)
ナログ電流信号A2の位相がθ°だけ進んでいる場合に
ついて考える。位相が遅れている場合はθの値が負であ
るので同様に考えることができる。θは位相差検出手段
10で検出される。アナログ電流信号A2の位相が進ん
でいる分だけアナログ電圧信号A1の位相を進ませれば
位相誤差を補正できる。つまり、デシメーションフィル
タ31における電圧信号の積分区間をθ°だけ進めれば
よい。アナログ電圧信号A1とアナログ電流信号A2の
周波数をfsig[Hz]、1ビットAD変調器1,2の
出力更新周波数をfmod[Hz]とすると、θ°だけ位
相を進めるための積分区間のシフト量Pcorrは次式で与
えられる。 Pcorr=(θ/360)・(fmod/fsig)
【0016】シフト量Pcorrは離散値であり、その設定
分解能は360・(fsig/fmod)となる。例えば、f
mod=1.5[MHz]、fsig=60[Hz]の場合、
設定分解能は0.0144°となる。
分解能は360・(fsig/fmod)となる。例えば、f
mod=1.5[MHz]、fsig=60[Hz]の場合、
設定分解能は0.0144°となる。
【0017】なお、デジメーションフィルタの積分開始
と積分終了のタイミングをトリガ信号で与え、シフト手
段312は位相差検出手段10で検出した位相差に応じ
た時間だけトリガ信号の発生タイミングをシフトする構
成にしてもよい。
と積分終了のタイミングをトリガ信号で与え、シフト手
段312は位相差検出手段10で検出した位相差に応じ
た時間だけトリガ信号の発生タイミングをシフトする構
成にしてもよい。
【0018】このようにアナログ電圧信号A1とアナロ
グ電流信号A2に位相誤差がある場合は、一方のデシメ
ーションフィルタの積分区間を位相誤差に応じた分だけ
シフトすることによって、誤差を補正する。
グ電流信号A2に位相誤差がある場合は、一方のデシメ
ーションフィルタの積分区間を位相誤差に応じた分だけ
シフトすることによって、誤差を補正する。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば次の効果が得られる。
【0020】請求項1及び請求項2の発明によれば次の
効果が得られる。位相誤差を補正する際に、位相補正フ
ィルタを使用することなく補正ができるため、次の効果
が得られる。 位相補正フィルタによって生じていたゲイン誤差を除
去できるため、演算精度を向上できる。 位相補正後の信号を保持するための記憶領域が不要に
なる。 電力演算を行うアナログ電圧信号とアナログ電流信号
に対し、等しい周波数特性を持つフィルタのみで演算を
行っているため、アナログ電圧信号とアナログ電流信号
に高調波が混在する場合でも電力値の演算精度の低下を
防止できる。
効果が得られる。位相誤差を補正する際に、位相補正フ
ィルタを使用することなく補正ができるため、次の効果
が得られる。 位相補正フィルタによって生じていたゲイン誤差を除
去できるため、演算精度を向上できる。 位相補正後の信号を保持するための記憶領域が不要に
なる。 電力演算を行うアナログ電圧信号とアナログ電流信号
に対し、等しい周波数特性を持つフィルタのみで演算を
行っているため、アナログ電圧信号とアナログ電流信号
に高調波が混在する場合でも電力値の演算精度の低下を
防止できる。
【0021】請求項3の発明によれば、積分区間を規定
するトリガ信号のタイミングをシフトするだけで容易に
アナログ電圧信号とアナログ電流信号の位相差を補正で
きる。
するトリガ信号のタイミングをシフトするだけで容易に
アナログ電圧信号とアナログ電流信号の位相差を補正で
きる。
【0022】以上説明したように本発明によれば、電力
値の演算精度を向上することができ、しかもデータ保持
のための記憶領域を用意する必要がない電力演算装置を
実現できる。
値の演算精度を向上することができ、しかもデータ保持
のための記憶領域を用意する必要がない電力演算装置を
実現できる。
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】図1の装置における各信号のタイムチャートで
ある。
ある。
【図3】従来における電力演算装置の構成例を示した図
である。
である。
【図4】図3の装置における各信号のタイムチャートで
ある。
ある。
Claims (3)
- 【請求項1】 アナログ電圧信号とアナログ電流信号と
を乗算して電力を算出する電力演算装置において、 アナログ電圧信号とアナログ電流信号をそれぞれ1ビッ
トのデジタルコードに変換する第1及び第2の1ビット
AD変調器と、 前記第1及び第2の1ビットAD変調器で変換したデジ
タルコードを一定時間にわたってそれぞれ積分し、複数
ビットのデジタルコードであるデジタル電圧信号及びデ
ジタル電流信号に変換する第1及び第2のデジメーショ
ンフィルタと、 前記デジタル電圧信号とデジタル電流信号を乗算して電
力値を算出する演算手段と、 アナログ電圧信号とアナログ電流信号の位相差を検出す
る位相差検出手段と、 前記位相差検出手段で検出した位相差だけ前記第1のデ
ジメーションフィルタまたは第2のデジメーションフィ
ルタの積分区間をシフトするシフト手段と、を具備した
ことを特徴とする電力演算装置。 - 【請求項2】 前記位相差検出手段で検出した位相差が
θ°である場合に、前記シフト手段は次式で与えられる
シフト量Pcorrだけ第1のデジメーションフィルタまた
は第2のデジメーションフィルタの積分区間をシフトす
ることを特徴とする請求項1記載の電力演算装置。 Pcorr=(θ/360)・(fmod/fsig) ただし、fsig:アナログ電圧信号及びアナログ電流信
号の周波数 fmod:第1及び第2の1ビットAD変調器の出力更新
周波数 - 【請求項3】 前記第1または第2のデジメーションフ
ィルタは積分開始と積分終了のタイミングをトリガ信号
で与え、前記シフト手段は位相差検出手段で検出した位
相差に応じた時間だけ前記トリガ信号の発生タイミング
をシフトすることを特徴とする請求項1記載の電力演算
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11009269A JP2000206161A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 電力演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11009269A JP2000206161A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 電力演算装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000206161A true JP2000206161A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11715744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11009269A Withdrawn JP2000206161A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 電力演算装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000206161A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015129657A (ja) * | 2014-01-07 | 2015-07-16 | 横河電機株式会社 | 測定装置 |
CN112513650A (zh) * | 2018-07-30 | 2021-03-16 | 德克萨斯仪器股份有限公司 | 电流传感器配置和校准 |
-
1999
- 1999-01-18 JP JP11009269A patent/JP2000206161A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015129657A (ja) * | 2014-01-07 | 2015-07-16 | 横河電機株式会社 | 測定装置 |
CN112513650A (zh) * | 2018-07-30 | 2021-03-16 | 德克萨斯仪器股份有限公司 | 电流传感器配置和校准 |
JP2021533360A (ja) * | 2018-07-30 | 2021-12-02 | テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド | 電流センサ構成及び較正 |
JP7435983B2 (ja) | 2018-07-30 | 2024-02-21 | テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド | 電流センサ構成及び較正 |
CN112513650B (zh) * | 2018-07-30 | 2024-06-25 | 德克萨斯仪器股份有限公司 | 电流传感器配置和校准 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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