[发明专利]一种电能计量芯片中的闪变检测电路及检测方法

说明书

本发明提供一种电能计量芯片中的闪变检测电路，包括相互连接的输入转换模块和处理模块，所述输入转换模块用于接受差分输入的模拟电压信号，并转换为第一数字信号输出至所述处理模块，所述处理模块用于实现闪变视感度的检测，并输出瞬时闪变视感度数值。本发明还提供一种电能计量芯片中的闪变检测方法。能够在满足IEC基本要求同时，降低了闪变检测的电路资源开销和功耗，降低闪变检测的实现成本。

技术领域

本发明涉及一种电能计量芯片中的闪变检测电路及检测方法。

背景技术

伴随工业快速发展，冲击性功率的电力负荷设备大量增加,引起电网供电系统电压波动与闪变，对敏感电气设备产生影响。国际电工委员会IEC将电压波动和闪变正式列为衡量电能质量的重要指标。由于与欧洲电力系统等级最为接近，中国参照IEC61000-4-15规范，制订了电压波动闪变标准GB/T12326-2008和闪变仪功能设计及测试规范GB/T17626.15-2011。

目前关于电压闪变的分析方法及实现的研究，大致可分成模拟和数字两类。模拟设计以硬件为主体，修改、升级不便，仪器较为昂贵。数字实现通过A/D采样，之后应用微型计算机进行各种数字处理，如虚拟仪器。这种软件为主体的实现方法灵活，但计算量大、对处理器性能要求较高。随着集成电路设计及制造工艺水平的提高，基于专用硬件数字电路ASIC来实现数字闪变仪成为设计研究的新热点。而芯片面积则随着工艺的提升迅速缩小，使得闪变电路集成在诸如智能计量芯片等专用芯片中成为可能，这将使得闪变的测量变得更加简单、容易，测量成本大大降低。闪变功能的集成无疑会进一步加强计量芯片在电能质量监测领域的作用，提升厂商产品竞争力，也对计量芯片的设计提出了新的要求。

发明内容

为了在计量芯片中有效的实现闪变检测功能，本发明以IEC闪变仪规范为基础，提供一种电能计量芯片中的闪变检测电路及检测方法，降低了闪变检测的电路资源开销和功耗。

本发明提供一种电能计量芯片中的闪变检测电路，包括相互连接的输入转换模块和处理模块，所述输入转换模块用于接受差分输入的模拟电压信号，并转换为第一数字信号输出至所述处理模块，所述处理模块用于实现闪变视感度的检测，并输出瞬时闪变视感度数值。

具体的，所述输出转换模块包括顺次连接的增益放大器和模数转换器，所述增益放大器用于将所输入的信号缩放至一个合适所述模数转换器工作的线性区间，所述模数转换器用于将所输入的模拟信号转化为所述第一数字信号并输出至所述处理模块。

具体的，所述处理模块包括：

电压波形采样模块，所述电压波形采样模块与所述输入转换模块相连接，用于接受所述第一数字信号，产生并输出第二数字信号；

有效值计算模块，与所述电压波形采样模块相连接，用于接受所述第二数字信号，计算并输出所述第二数字信号的有效值；

视感度检测模块，与所述电压波形采样模块和所述有效值计算模块相连接，用于对所输入第二数字信号的闪变视感度进行检测，产生并输出瞬时闪变视感度数值；

数字时钟分频模块，分别与所述电压波形采样模块、所述有效值计算模块、以及所述视感度检测电路相连接，用于提供数字时钟信号。

电路配置模块：分别与所述输入转换模块、所述电压波形采样模块、所述有效值计算模块、以及所述视感度测量模块相连接，用于存储并提供配置参数。

具体的，所述电压波形采样模块包括顺次连接的降采样滤波器，直流隔离电路和数字增益调整电路；

所述降采样滤波器用于接受所述第一数字信号，并将所述第一数字信号恢复为定点格式的数字序列；

所述直流隔离电路用于接受所述数字序列并滤除其中的直流分量；

所述数字增益调整电路用于调整并输出所述第二数字信号。