[实用新型]三相电网信号采样的锁相同步电路

说明书

技术领域

本实用新型属于电力供电技术领域，具体涉及一种三相电网信号采样的锁相同步电路。

背景技术

三相电网供电作为电力供电的一种方式，其供电质量会影响到人们日常的生活用电质量。而对三相电网信号的采集，无疑成为电力系统实时控制、监测、调度自动化的重要前提环节。三相电网信号采集的及时性和准确性会直接影响到电力系统监控的质量。如何能够准确快速地采集电力系统中的各个模拟量并加以分析，为电力系统的监控提供及时准确的信号参数依据，成为急待解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种三相电网信号采样的锁相同步电路，该电路具有频率跟踪的功能，能确保在一个工频周期内为AD电路提供2ⁿ点的采样数据，以保证FFT算法不因为失步而引起频谱泄漏。

所述三相电网信号采样的锁相同步电路，包括过零比较电路、选相电路和锁相倍频电路。所述过零比较电路的输入端作为锁相同步电路的输入端连接至三相电网，过零比较电路的输出端连接至选相电路的输入端，选相电路的输出端连接至锁相倍频电路的输入端，锁相倍频电路的输出端则作为锁相同步电路的输出端。

进一步地，所述过零比较电路包括隔直滤波电路、偏压电阻电路和运算放大电路，所述隔直滤波电路的输入端作为过零比较电路的输入端连接至三相电网，隔直滤波电路的输出端则通过偏压电阻电路连接至运算放大电路的输入端，运算放大电路的输出端作为过零比较电路的输出端连接至选相电路的输入端。

进一步地，所述隔直滤波电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻和第二电阻，所述第一电容和第二电容的一端作为隔直滤波电路的输入端连接至三相电网，第一电容和第二电容的另一端分别通过第一电阻和第二电阻连接至第三电容的第一端和第二端，第三电容的第一端和第二端作为隔直滤波电路的输出端。

进一步地，所述偏压电阻电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻，所述第三电阻和第四电阻的一端共同连接至第三电容的第一端，第三电阻的另一端连接第一直流电源，第四电阻的另一端则接地，所述第五电阻和第六电阻的一端连接至第三电容的第二端，第五电阻的另一端连接第一直流电源，第六电阻的另一端则通过第七电阻接地。

进一步地，所述运算放大电路为一个运算放大器，所述运算放大器包括同相输入端、反相输入端和信号输出端，所述同相输入端连接至第三电容的第一端，所述反相输入端连接至第三电容的第二端，所述信号输出端则作为运算放大电路的输出端连接至选相电路的输入端。

进一步地，所述选相电路包括逻辑门电路和多谐振荡电路，所述逻辑门电路的输入端作为选相电路的输入端连接至过零比较电路的输出端，逻辑门电路的输出端则连接至多谐振荡电路的输入端，多谐振荡电路的输出端作为选相电路的输出端连接至锁相倍频电路的输入端。

进一步地，所述逻辑门电路包括第八电阻和一个与门集成电路，所述第八电阻的一端作为逻辑门电路的输入端连接至过零比较电路的输出端，第八电阻的另一端则分别连接至与门集成电路的两个输入端，与门集成电路的输出端作为逻辑门电路的输出端连接至多谐振荡电路的输入端，同时，与门集成电路的输出端作为选相电路的第一输出端连接至锁相倍频电路的输入端。

进一步地，所述多谐振荡电路包括延时电路和一个双可再触发单稳态多谐振荡器，所述双可再触发单稳态多谐振荡器的输入端作为多谐振荡电路的输入端连接至与门集成电路的输出端，双可再触发单稳态多谐振荡器的输出端作为选相电路的第二输出端连接至锁相倍频电路的输入端，所述延时电路连接至双可再触发单稳态多谐振荡器的延时信号输入端。

进一步地，所述延时电路包括第九电阻和第四电容，所述第九电阻的一端连接第二直流电源，第九电阻的另一端则通过第四电容接地，同时，第九电阻的另一端还连接至双可再触发单稳态多谐振荡器的延时信号输入端。

进一步地，所述锁相倍频电路包括可编程逻辑集成电路和锁相环电路，所述可编程逻辑集成电路的输入端作为锁相倍频电路的输入端连接至选相电路的输出端，可编程逻辑集成电路的输出端连接至锁相环电路的输入端，锁相环电路的输出端则作为锁相倍频电路的输出端。

本实用新型的有益效果在于：通过设置过零比较电路、选相电路和锁相倍频电路，并使从过零比较电路输入的三相电网信号通过选相电路的选相后，从锁相倍频电路输出与电压信号源同步的2ⁿ次分频采样信号，以此实现对三相电网信号的频率跟踪，从而保证了锁相同步电路为后续电力系统的监控提供及时准确的信号参数依据。