JPH0129425B2 - - Google Patents

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JPH0129425B2
JPH0129425B2 JP57217513A JP21751382A JPH0129425B2 JP H0129425 B2 JPH0129425 B2 JP H0129425B2 JP 57217513 A JP57217513 A JP 57217513A JP 21751382 A JP21751382 A JP 21751382A JP H0129425 B2 JPH0129425 B2 JP H0129425B2
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sample
current
phase difference
output
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

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  • Measuring Phase Differences (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電力系統等の力率制御等を行うための
交流電圧、電流の位相差検出回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a phase difference detection circuit for alternating current voltage and current for controlling the power factor of electric power systems and the like.

従来の交流電圧電流の位相差検出回路は以下の
ように構成されている。即ち、検出すべき電圧と
電流が例えば同相の時に、第1図Aの如く予じめ
電圧、電流を導びく回路を構成し、この回路の出
力として得られる電圧V、電流Iの立ち上がり立
ち下がりをとらえてフリツプフロツプ回路に入力
する。このフリツプフロツプ回路の電圧V、電流
Iについての論理出力が例えば第1図Bのようで
あるとすれば、これらの論理出力に基づき第1図
CのようなON−OFF信号に変換し、第2図に示
されるようなフイルター構成の増幅回路に入力す
る。この第2図の回路においてON−OFF信号に
所定のバイアスが加えられると共にフイルタ用の
コンデンサCによつて平均値化され出力電圧とし
て直流電圧が得られる。なお第2図においてR
(1)〜R(3)は抵抗、VRはバイアス設定用の
ポテンシヨメータである。従つて、前述した直流
電圧のレベルから検出対象である交流電圧電流の
位相差を検出できる。この場合の位相角αと直流
出力電圧の特性を第3図に示す。
A conventional AC voltage/current phase difference detection circuit is configured as follows. That is, when the voltage and current to be detected are, for example, in phase, a circuit is configured in advance to guide the voltage and current as shown in Figure 1A, and the rise and fall of the voltage V and current I obtained as the output of this circuit is is captured and input to the flip-flop circuit. If the logic outputs for voltage V and current I of this flip-flop circuit are as shown in FIG. 1B, for example, based on these logic outputs, it is converted into an ON-OFF signal as shown in FIG. 1C, and the second The signal is input to an amplifier circuit having a filter configuration as shown in the figure. In the circuit shown in FIG. 2, a predetermined bias is applied to the ON-OFF signal, and the signal is averaged by a filter capacitor C to obtain a DC voltage as an output voltage. In addition, in Figure 2, R
(1) to R(3) are resistors, and VR is a potentiometer for bias setting. Therefore, the phase difference of the AC voltage and current to be detected can be detected from the level of the DC voltage described above. The characteristics of the phase angle α and the DC output voltage in this case are shown in FIG.

しかしながら、第1図Cに示されるON−OFF
信号を直流電圧に平均値化するには、例えば第2
図に示されるフイルタ用コンデンサCの容量を大
きくする必要がある。
However, the ON-OFF shown in Figure 1C
To average the signal to a DC voltage, for example, the second
It is necessary to increase the capacitance of the filter capacitor C shown in the figure.

従つて、交流電圧電流の位相差検出に時間的な
遅れが生ずる。検出遅れが無視できる単純な計測
用として使用する場合には問題はないが、電力系
統等の力率の制御等に使用する場合、種々の電源
変動、負荷変動に対して高速に応答することがで
きない等の問題点があつた。
Therefore, a time delay occurs in detecting the phase difference between AC voltage and current. There is no problem when used for simple measurements where detection delay can be ignored, but when used for power factor control in electric power systems, etc., it is difficult to respond quickly to various power supply fluctuations and load fluctuations. There were some problems, such as not being able to do it.

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、簡
単な回路構成で位相の進み量及び遅れ量の検出を
可能とすると共にその速応化を計り、力率制御等
に適用して安定した系統運営を可能にした交流電
圧電流の位相差検出回路を提供することを目的と
する。本発明ではこの目的を達成するために、電
圧と電流の各零点通過時点を検出して所定の論理
条件を生成する手段と、該手段からの論理条件出
力に基づき零点通過の時間差についての情報をサ
ンプルし、出力状態が互いに半サイクルの位相差
で周期的に遷移する積分器等を含む進み位相側の
一対のサンプルホールド手段と、該サンプルホー
ルド手段と類似構成の他の対のサンプルホールド
手段と、前記各対のサンプルホールド手段の加算
出力を直流的に平均値化して合成する手段を設
け、この合成手段の出力として得られる前記時間
差に比例した直流電圧レベルから交流電圧電流の
位相差を検出することを特徴としている。
The present invention has been made in view of the above points, and is capable of detecting the amount of phase lead and lag with a simple circuit configuration, as well as speeding up the detection. The purpose of the present invention is to provide a phase difference detection circuit for alternating current voltage and current that enables operation. In order to achieve this object, the present invention includes means for detecting each zero-point passing point of voltage and current to generate a predetermined logic condition, and information about the time difference between zero-point passages based on the logic condition output from the means. A pair of sample and hold means on the leading phase side including an integrator or the like whose output state periodically changes with a phase difference of half a cycle from each other, and another pair of sample and hold means having a similar configuration to the sample and hold means. , a means is provided for averaging and synthesizing the added outputs of each pair of sample and hold means in a DC manner, and detecting a phase difference between AC voltages and currents from a DC voltage level proportional to the time difference obtained as an output of the synthesizing means. It is characterized by

以下、本発明の一実施例を添附された図面と共
に説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第4図は本発明に係る交流電圧電流の位相差検
出回路の一実施例を示す回路図である。同図にお
いて、10は電圧と電流の各零点通過時点を検出
して所定の論理条件を生成する検出データ演算回
路である。この検出データ演算回路10におい
て、CP1,CP2はコンパレータで夫々電圧Vと電
流Iの零点通過時点を検出する。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of the AC voltage and current phase difference detection circuit according to the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a detection data calculation circuit that detects each zero point passing point of voltage and current and generates a predetermined logic condition. In this detection data calculation circuit 10, CP 1 and CP 2 are comparators that detect the point in time when the voltage V and current I pass through the zero point, respectively.

NOT1〜NOT4は極性反転器、NAND1
NAND4はナンドゲートである。20Iは、この
検出データ演算回路10からの論理条件出力に基
づき電圧と電流の各零点通過の時間差についての
情報をサンプルし、このサンプルされた情報に基
づく出力状態が周期的に遷移する第1のサンプル
ホールド回路である。また20はこの第1のサ
ンプルホールド回路20に対して半サイクルの
位相差で出力状態が周期的に遷移する第2のサン
プルホールド回路である。これらの回路20,
20により進み位相のデータがサンプルされ
る。同様に半サイクスの位相差で出力状態が周期
的に遷移する第3、第4のサンプルホールド回路
20,20により遅れ位相のデータがサンプ
ルされる。これらのサンプルホールド回路20
,20において、AS11,AS21,AS31,AS41
は例えばNチヤンネルFET等のアナログスイツ
チ、VR11,VR21,VR31,VR41ははポテンシヨ
メータである。22,22,22,22
は積分器で、A11,A21,A31,A41は演算増幅器、
R11,R21,R31,R41は入力抵抗C11,C21,C31
C41は積分コンデンサ、RS11,RS21,RS31,RS41
は例えばNチヤンネルFET等のアナログスイツ
チである。24,24及び24,24は
夫々位相差に対応した入力の増幅を行う増幅器
で、R12,R22,R32,R42は入力抵抗R13,R23
R33,R43はフイードバツク抵抗、D11,D12
D21,D22;D31,D32;D41,D42はダイオードで
ある。30はサンプルホールド回路20,20
及び20,20の各加算出力を直流的に平
均値化して合成する増幅回路である。
NOT 1 ~ NOT 4 are polarity inverters, NAND 1 ~
NAND 4 is a NAND gate. 20I samples information about the time difference between each zero point passage of voltage and current based on the logical condition output from the detection data calculation circuit 10, and outputs a first signal whose output state changes periodically based on this sampled information. This is a sample and hold circuit. Further, 20 is a second sample and hold circuit whose output state changes periodically with a phase difference of half a cycle with respect to the first sample and hold circuit 20. These circuits 20,
20 samples leading phase data. Similarly, data with a delayed phase is sampled by the third and fourth sample-and-hold circuits 20 and 20 whose output states periodically change with a phase difference of half a cycle. These sample and hold circuits 20
, 20, AS 11 , AS 21 , AS 31 , AS 41
are analog switches such as N-channel FETs, and VR 11 , VR 21 , VR 31 and VR 41 are potentiometers. 22, 22, 22, 22
is an integrator, A 11 , A 21 , A 31 , A 41 are operational amplifiers,
R 11 , R 21 , R 31 , R 41 are input resistances C 11 , C 21 , C 31 ,
C 41 is an integrating capacitor, RS 11 , RS 21 , RS 31 , RS 41
is, for example, an analog switch such as an N-channel FET. 24, 24 and 24, 24 are amplifiers that amplify the input corresponding to the phase difference, respectively, and R 12 , R 22 , R 32 , R 42 are input resistors R 13 , R 23 ,
R 33 and R 43 are feedback resistances, D 11 and D 12 ;
D21 , D22 ; D31 , D32 ; D41 , D42 are diodes. 30 is a sample hold circuit 20, 20
This is an amplifier circuit that averages and synthesizes the summed outputs of 20 and 20 in a direct current manner.

この増幅回路30において、R〓,R〓は入力抵
抗、R51はフイードバツク抵抗、A51は演算増幅
器である。
In this amplifier circuit 30, R〓, R〓 are input resistors, R51 is a feedback resistor, and A51 is an operational amplifier.

本発明の一実施例は上記のように構成されてお
り、次にその動作について説明する。
One embodiment of the present invention is configured as described above, and its operation will be described next.

今、コンパレータCP1に交流電圧が、コンパレ
ータCP2に交流電流が入力されているものとす
る。このコンパレータCP1,CP2は第5図Aに示
されるように電圧、電流共に正極性で出力が
「0」となるように構成されている。これらの電
圧、電流を極性反転器NOT1,NOT3の論理出力
(第5図B参照)でみた時の、サンプルホールド
回路20,20及び20,20の各動作
を夫々第5図E及びFに示す。
Assume that an AC voltage is input to the comparator CP 1 and an AC current is input to the comparator CP 2 . As shown in FIG. 5A, the comparators CP 1 and CP 2 are constructed so that both the voltage and current are positive and the output is "0". The operations of the sample and hold circuits 20, 20 and 20, 20 when these voltages and currents are viewed from the logic outputs of the polarity inverters NOT 1 and NOT 3 (see FIG. 5B) are shown in FIGS. 5E and F, respectively. Shown below.

なお第5図CはNOT2の論理出力を、第5図D
はNOT4の論理出力を夫々示している。この第5
図に示される状態の遷移を理解しやすいように図
解したのが第6図A乃至Iである。なお、第6図
Aの電圧電流の波形に対する第6図Bの信号V,
Iは夫々極性反転器NOT1,NOT3の出力信号を
示している。
In addition, Figure 5C shows the logic output of NOT 2 , and Figure 5D shows the logic output of NOT 2.
indicate the logic output of NOT 4 , respectively. This fifth
FIGS. 6A to 6I illustrate the state transitions shown in the figures to make it easier to understand. Note that the signal V in FIG. 6B for the voltage and current waveform in FIG. 6A,
I indicates the output signals of the polarity inverters NOT 1 and NOT 3 , respectively.

以下第5図Eの論理表を参照して説明する。 This will be explained below with reference to the logic table shown in FIG. 5E.

まず第6図Aに示されるように電圧Vの極性は
正、電流Iの極性は負で場合には、対応した
NOT1,NOT3の論理レベルは夫々「1」と
「0」になる。従つて、ナンドゲートNAND1
出力の論理レベルは「0」で、サンプルホールド
回路20のアナログスイツチAS11のゲートに
論理「0」の信号が印加される。これによつて、
アナログスイツチAS11は導通してサンプル状態
となる。
First, as shown in Figure 6A, if the polarity of voltage V is positive and the polarity of current I is negative, then the corresponding
The logic levels of NOT 1 and NOT 3 are "1" and "0", respectively. Therefore, the logic level of the output of the NAND gate NAND 1 is "0", and a logic "0" signal is applied to the gate of the analog switch AS 11 of the sample and hold circuit 20. By this,
Analog switch AS 11 becomes conductive and enters the sample state.

この時、ナンドゲートNAND4の論理レベルは
「1」であり、サンプルホールド回路20のア
ナログスイツチAS21のゲートに論理「0」の信
号が入力されるため、アナログスイツチAS21
導通せずデータのサンプルは行われない。この場
合のサンプルホールド回路20の状態は、後述
する動作状態の遷移から理解されるように既にサ
ンプルされたデータをホールドした状態にある。
At this time, the logic level of the NAND gate NAND 4 is "1" and a logic "0" signal is input to the gate of the analog switch AS 21 of the sample and hold circuit 20, so the analog switch AS 21 is not conductive and the data is not processed. No samples are taken. In this case, the sample-and-hold circuit 20 is in a state in which sampled data is held, as will be understood from the transition of operating states described later.

前述したように、サンプルホールド回路20
のアナログスイツチAS11が導通するため、ポテ
ンシヨメータVR11の設定に基づく所定の電圧が
積分器22に入力される。
As mentioned above, the sample and hold circuit 20
Since the analog switch AS 11 becomes conductive, a predetermined voltage based on the setting of the potentiometer VR 11 is input to the integrator 22 .

この場合、アナログスイツチRS1のゲート信号
を与えるNAND2の出力の論理レベルは「1」で
あるが、アナログスイツチRS1がNチヤンネル
FETであるため導通せず、時定数C11R11に基づ
く所定の積分動作が行われる。これによつて、積
分器22の出力端に生じた負極性の積分出力が
増幅器24に入力される。この場合、積分出力
が負極性であるため、ダイオードD11は非導通で
積分器出力電圧R13/R12に比例した正極性の電圧が 増幅器24の出力として得られる。
In this case, the logic level of the output of NAND 2 which provides the gate signal of analog switch RS 1 is "1", but when analog switch RS 1 is connected to N channel
Since it is a FET, it is not conductive, and a predetermined integral operation based on the time constant C 11 R 11 is performed. As a result, a negative integral output generated at the output terminal of the integrator 22 is input to the amplifier 24. In this case, since the integral output is of negative polarity, the diode D 11 is non-conductive and a positive voltage proportional to the integrator output voltage R 13 /R 12 is obtained as the output of the amplifier 24.

このようにして得られた増幅器24の出力、
即ちサンプルホールド回路20の出力は第6図
Cに示されるように積分時間に対して増加する波
形となる。
The output of the amplifier 24 obtained in this way,
That is, the output of the sample and hold circuit 20 has a waveform that increases with the integration time as shown in FIG. 6C.

次に第6図Aに示されるように電圧Vの極性が
正、電流Iの極性も正である場合について説明す
る。この場合、対応したNOT1,NOT3の論理レ
ベルは夫々「1」、「1」となる。従つて、ナンド
ゲートNAND1の論理レベルは「1」であり、サ
ンプルホールド回路20のアナログスイツチ
AS1のゲートには論理レベル「1」が印加され
る。
Next, the case where the polarity of the voltage V is positive and the polarity of the current I is also positive as shown in FIG. 6A will be described. In this case, the corresponding logic levels of NOT 1 and NOT 3 are "1" and "1", respectively. Therefore, the logic level of NAND gate NAND 1 is "1", and the analog switch of sample hold circuit 20
A logic level "1" is applied to the gate of AS 1 .

従つて、アナログスイツチAS1は導通しない。
この時、NAND2の論理レベルは「1」となり、
アナログスイツチRS1のゲートに印加されるが、
前述したようにNチヤンネルFETであるため導
通しない。従つて、積分器22の出力状態は負
極性の一定電圧にホールドされる。この負極性の
一定電圧が増幅器24に入力され、出力として
第6図Cに示されるような正極性のホールド電圧
が得られる。
Therefore, analog switch AS 1 does not conduct.
At this time, the logic level of NAND 2 becomes "1",
Applied to the gate of analog switch RS 1 ,
As mentioned above, since it is an N-channel FET, it does not conduct. Therefore, the output state of the integrator 22 is held at a constant negative voltage. This negative constant voltage is input to the amplifier 24, and a positive hold voltage as shown in FIG. 6C is obtained as an output.

一方、ナンドゲートNAND4の論理レベルは
「1」であり、この信号「1」がサンプルホール
ド回路20のアナログスイツチAS21のゲート
に印加される。この信号「1」によつてはアナロ
グスイツチAS21は導通しない。この時ナンドゲ
ートNAND3は論理レベル「0」であるが、前述
したようにアナログスイツチRS11はNチヤンネ
ルFETであるため、導通し積分コンデンサC21
蓄積されていた電荷が放電して第6図Dの如くリ
セツト状態となる。
On the other hand, the logic level of the NAND gate NAND 4 is "1", and this signal "1" is applied to the gate of the analog switch AS 21 of the sample and hold circuit 20. This signal "1" does not cause the analog switch AS 21 to conduct. At this time, the NAND gate NAND 3 is at the logic level "0", but as mentioned above, since the analog switch RS 11 is an N-channel FET, it conducts and the charge accumulated in the integrating capacitor C 21 is discharged, as shown in Figure 6. It becomes a reset state as shown in D.

次に電圧が負、電流が正状態の場合について説
明する。この場合は、NOT1とNOT3の論理レベ
ルは夫々「0」、「1」となる。同様な論理演算に
基づきサンプルホールド回路20のアナログス
イツチAS1は非導通、アナログスイツチRS1も非
導通となるため、サンプルホールド回路20の
出力は第6図Cに示されるようにホールド出力が
継続する。
Next, a case where the voltage is negative and the current is positive will be explained. In this case, the logic levels of NOT 1 and NOT 3 are "0" and "1", respectively. Based on the same logical operation, the analog switch AS 1 of the sample-and-hold circuit 20 becomes non-conductive, and the analog switch RS 1 also becomes non-conductive, so the output of the sample-and-hold circuit 20 continues to be held as shown in FIG. 6C. do.

一方、この時サンプルホールド回路20のア
ナログスイツチAS21は導通し、アナログスイツ
チRS21は非導通となるため、積分器22は時
定数C21R21に基づき積分動作を行い、サンプルホ
ールド回路20の出力は、第6図Dのような出
力が得られる。
On the other hand, at this time, the analog switch AS 21 of the sample-and-hold circuit 20 is conductive, and the analog switch RS 21 is non-conductive, so the integrator 22 performs an integration operation based on the time constant C 21 R 21 and The output shown in FIG. 6D is obtained.

次に電圧、電流共に負状態となり、NOT1
NOT3の論理レベルは共に「0」となる。この場
合も同様な論理演算に基づき、サンプルホールド
回路20のアナログスイツチAS11は非導通、
アナログスイツチRS11は導通し、積分コンデン
サC11に著積されていた電荷は放電され、サンプ
ルホールド回路20の出力は第6図Cに示され
るようにリセツト状態となる。
Next, both the voltage and current become negative, and the state becomes NOT 1 .
The logic level of NOT 3 is both "0". In this case as well, based on the same logical operation, the analog switch AS 11 of the sample and hold circuit 20 is non-conductive;
The analog switch RS11 becomes conductive, the charge accumulated in the integrating capacitor C11 is discharged, and the output of the sample and hold circuit 20 becomes a reset state as shown in FIG. 6C.

一方、この時サンプルホールド回路20のア
ナログスイツチAS21は非導通、アナログスイツ
チRS21も非導通となり積分器22の出力状態
は第6図Dのようにホールドされる。
On the other hand, at this time, the analog switch AS 21 of the sample and hold circuit 20 is non-conductive, and the analog switch RS 21 is also non-conductive, so that the output state of the integrator 22 is held as shown in FIG. 6D.

以下、同様にして各サンプルホールド回路20
,20の出力状態は第6図C,Dに示される
ように、サンプル状態、ホールド状態、リセツト
状態を周期的に遷移していくことになる。
Hereinafter, each sample hold circuit 20
, 20 will periodically transition between a sample state, a hold state, and a reset state, as shown in FIGS. 6C and 6D.

このようにして得られたサンプルホールド回路
20,20の各出力O1,O2は正極性におい
て高レベル側が優先され、第6図Eに示されるよ
うな加算された直流電圧値O(+) 01が後段の合成回路
30に入力される。
The outputs O 1 and O 2 of the sample-and-hold circuits 20 and 20 obtained in this way have positive polarity, with priority given to the high level side, and the added DC voltage value O (+) as shown in FIG. 6E. 01 is input to the synthesis circuit 30 at the subsequent stage.

以上の動作説明は進み位相側の一対のサンプル
ホールド回路20,20についてであつた
が、遅れ位相側の他の対のサンプルホールド回路
20,20についても、同様である。この場
合サンプルホールド回路20の出力状態は第6
図Fのように、サンプルホールド回路20の出
力状態は第6図Gのように互いに半サイクルの位
相差で周期的に遷移する。
The above description of the operation has been about the pair of sample-and-hold circuits 20, 20 on the leading phase side, but the same applies to the other pair of sample-and-hold circuits 20, 20 on the lagging phase side. In this case, the output state of the sample and hold circuit 20 is the sixth
As shown in FIG. F, the output state of the sample-and-hold circuit 20 changes periodically with a phase difference of half a cycle, as shown in FIG. 6G.

このようにして得られたサンプルホールド回路
20,20の各出力O3,O4は負極性におい
て低レベル側が優先され、第6図Hに示されるよ
うな加算された直流電圧値O(-) 02が後段の合成回路
30に入力される。
The outputs O 3 and O 4 of the sample and hold circuits 20 and 20 obtained in this way are given priority to the low level side in negative polarity, and the added DC voltage value O (-) as shown in FIG. 02 is input to the synthesis circuit 30 at the subsequent stage.

従つて、合成回路30では、これらの各出力
O(+) 01とO(-) 02を合成した値の反転出力として所定レ
ベルの直流電圧が得られる。この直流レベルから
交流電圧電流の位相差を知ることができる。この
場合の直流電圧と位相との関係を第7図の特性図
に示す。この特性図から理解されるように、本実
施例の如く検出対象となる電圧、電流が同相で同
電気量の位相差が零の時は、前述した各出力O(+) 01
とO(-) 02との差は零Vとなり、電圧が電流に対して
進み位相の場合はO(+) 01が減少、O(-) 02が増加し、電
圧が電流に対して遅れ位相の場合はO(+) 01が増加、
O(-) 02が減少する特性となる。
Therefore, in the synthesis circuit 30, each of these outputs
A DC voltage at a predetermined level is obtained as an inverted output of the combined value of O (+) 01 and O (-) 02 . The phase difference between AC voltage and current can be determined from this DC level. The relationship between DC voltage and phase in this case is shown in the characteristic diagram of FIG. As can be understood from this characteristic diagram, when the voltage and current to be detected are in the same phase and the phase difference of the same amount of electricity is zero as in this embodiment, each of the outputs described above O (+) 01
The difference between _ _ _ If , O (+) 01 increases,
The characteristic is that O (-) 02 decreases.

なお、上記実施例ではアナログスイツチとして
NチヤンネルFETを使用しているが検出データ
演算回路のロジツク動作を変更すればどのような
タイプのFETもしくは他のアナログスイツチの
使用も可能である。
In the above embodiment, an N-channel FET is used as the analog switch, but any type of FET or other analog switch can be used by changing the logic operation of the detected data calculation circuit.

本発明は以上のようであり従来のようにフイル
タを必要としないで電圧電流の位相差の進み位相
差の進み遅れを含む検出を可能とすると共にその
検出に遅れを生ずることなく、速応化を簡単な回
路構成で実現できる。従つて電力系統の力率調整
等の制御に適用することにより、安定した系統運
営に寄与できるというすぐれた特長を有する。
As described above, the present invention makes it possible to detect the advance of the phase difference of voltage and current, including the advance and lag of the phase difference, without requiring a filter as in the conventional case, and to speed up the response without causing a delay in the detection. This can be achieved with a simple circuit configuration. Therefore, it has an excellent feature that it can contribute to stable system operation by applying it to control such as power factor adjustment of an electric power system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図Aは従来の交流電圧電流の位相差検出を
説明するための電圧と電流の関係を示す波形図、
第1図Bは第1図Aの電圧電流に対応した論理状
態を示す表図、第1図Cは第1図Bの論理状態に
基ずくパルスを示す波形図、第2図は第1図Cの
パルス波形が入力されるフイルタを示す回路図、
第3図は第2図のフイルタ出力として得られる電
圧に対する位相の変化を示す特性図、第4図は本
発明に係る交流電圧電流の位相差検出回路の一実
施例を示す回路図、第5図A乃至第5図Fは第4
図の位相差検出回路の論理動作を説明する表図、
第6図は第4図の位相差検出回路の各部の動作波
形を示すタイムチヤート、第7図は第4図の位相
差検出回路の出力として得られる直流電圧と位相
の関係を示す特性図である。 10……検出データ演算回路、20……第1
のサンプルホールド回路、20……第2のサン
プルホールド回路、20……第3のサンプルホ
ールド回路、20……第4のサンプルホールド
回路、22,22,22,22……積分
器、30……合成回路、AS11,AS21,AS31
AS41;RS11,RS21,RS31,RS41……アナログス
イツチ、C11,C21,C31,C41……積分コンデン
サ。
FIG. 1A is a waveform diagram showing the relationship between voltage and current to explain conventional phase difference detection of AC voltage and current;
Figure 1B is a table showing the logic states corresponding to the voltage and current in Figure 1A, Figure 1C is a waveform diagram showing pulses based on the logic states in Figure 1B, and Figure 2 is the diagram shown in Figure 1. A circuit diagram showing a filter into which the pulse waveform of C is input,
3 is a characteristic diagram showing changes in phase with respect to the voltage obtained as the filter output in FIG. 2; FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of the AC voltage and current phase difference detection circuit according to the present invention; Figures A to 5F are the fourth
A table diagram explaining the logical operation of the phase difference detection circuit shown in the figure,
Figure 6 is a time chart showing the operating waveforms of each part of the phase difference detection circuit in Figure 4, and Figure 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the DC voltage and phase obtained as the output of the phase difference detection circuit in Figure 4. be. 10...detection data calculation circuit, 20...first
sample hold circuit, 20... second sample hold circuit, 20... third sample hold circuit, 20... fourth sample hold circuit, 22, 22, 22, 22... integrator, 30... Synthesis circuit, AS 11 , AS 21 , AS 31 ,
AS 41 ; RS 11 , RS 21 , RS 31 , RS 41 ... Analog switch, C 11 , C 21 , C 31 , C 41 ... Integrating capacitor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 力率制御等を行うために交流電圧電流の位相
差を検出する回路において、電圧と電流の各零点
通過時点を検出して所定の論理条件を生成する手
段と、該手段からの論理条件出力に基づき電圧と
電流の各零点通過の時間差についての情報をサン
プルし、このサンプルされた情報に基づく出力状
態が互いに半サイクルの位相差で周期的に遷移
し、正極性において高レベル側が優先する進み位
相のデータをサンプルする第1および第2のサン
プルホールド手段と、前記電圧と電流の各零点通
過時点を検出して所定の論理条件を生成する手段
からの論理条件出力に基づき電圧と電流の各零点
通過の時間差についての情報をサンプルし、前記
第1および第2のサンプルホールド手段の出力に
対し、夫々半サイクルの位相差で周期的に遷移
し、負極性において低レベル側が優先する遅れ位
相のデータをサンプルする第3および第4のサン
プルホールド手段と、前記第1、第2のサンプル
ホールド手段および第3、第4のサンプルホール
ド手段の加算値を直流的に平均値化して合成する
手段とを備え、前記各サンプルホールド手段の出
力状態は、サンプル状態、ホールド状態、リセツ
ト状態を周期的に遷移するようになし、前記合成
手段の出力として得られる前記時間差に比例した
直流電圧レベルから交流電圧電流の位相差を検出
することを特徴とする交流電圧電流の位相差検出
回路。 2 前記各サンプルホールド手段は、夫々電圧と
電流の時間差に応じた値を積分する積分器を含ん
でいることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の交流電圧電流の位相差検出回路。
[Claims] 1. A circuit for detecting the phase difference of alternating current voltage and current in order to perform power factor control, etc., which includes means for detecting each zero point passing point of voltage and current to generate a predetermined logic condition; Based on the logic condition output from the means, information about the time difference between each zero point passage of the voltage and current is sampled, and the output state based on this sampled information changes periodically with a phase difference of half a cycle from each other, and when the polarity is positive, logic condition outputs from the first and second sample and hold means for sampling advanced phase data with priority given to the high level side, and the means for detecting each zero point passing point of the voltage and current to generate a predetermined logic condition; Based on this, information about the time difference between each zero point passage of the voltage and current is sampled, and the outputs of the first and second sample and hold means are periodically transitioned with a phase difference of half a cycle, and a low level is generated at negative polarity. The third and fourth sample and hold means for sampling the data of the delayed phase that is prioritized by the side, and the added values of the first and second sample and hold means and the third and fourth sample and hold means are DC averaged. The output state of each sample hold means is configured to periodically transition between a sample state, a hold state, and a reset state, and the output state of each sample hold means is proportional to the time difference obtained as an output of the synthesis means. A phase difference detection circuit for AC voltage and current, which detects a phase difference between AC voltage and current from a DC voltage level. 2. The AC voltage and current phase difference detection circuit according to claim 1, wherein each of the sample and hold means includes an integrator that integrates a value corresponding to a time difference between voltage and current.
JP57217513A 1982-12-10 1982-12-10 Detecting circuit of phase difference between ac voltage and current Granted JPS59107276A (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4997664A (en) * 1973-01-19 1974-09-14
JPS5223974A (en) * 1975-08-19 1977-02-23 Nippon Columbia Co Ltd Phase measuring circuit

Patent Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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