[实用新型]一种带相位补偿的过零检测电路

说明书

技术领域

本实用新型属于电流检测技术领域，具体涉及一种带相位补偿的过零检测电路。

背景技术

在许多应用中，比如无线充电中为了实现频率跟踪，需要用到实时性高、精确度高的电流过零检测电路，但目前的电流过零检测电路有以下几个问题：1.误判过零点：由于信号不稳定、噪声和谐波等因素，在零点附近输入值常发生抖动，这样容易把这些抖动误判为多次过零，对后级信号处理造成极大的影响。2.相位延迟：针对提出的第一种问题，常规的解决方法是利用滤波器消除谐波干扰后，再进行过零检测。但这种方法会产生相位延迟，难以保证过零信号的实时性。3.频率可变的输入信号相位延迟也可变：对于固定频率的输入信号，在电路中引入相位补偿后，可以实现相位无延迟，但一旦输入频率改变，这种电路就失去了相位补偿的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带相位补偿的过零检测电路，解决了现有技术中存在的过零检测电路不能对频率可变的输入信号进行相位补偿的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种带相位补偿的过零检测电路，包括依次连接的信号限幅电路、一阶低通滤波电路、反向比例运算电路、相位补偿电路与滞回比较电路。

本实用新型的特点还在于，

信号限幅电路结构具体为：包括3组并联连接的电阻R1、电阻R2、电阻R3，电阻R1、电阻R2、电阻R3并联后又与电阻R4一端串联，电阻R4的另一端与二极管D1的阳极和二极管D2的阴极相连，二极管D1的阴极接正15V电源，D2的阳极接负15V，电阻R4另一端还与输出端OUT1连接。

一阶低通滤波电路输入端IN1与信号限幅电路输出端OUT1连接，一阶低通滤波电路的输入端IN1通过电阻R6连接至运算放大器LM318的反相输入端，同时，运算放大器LM318的反相输入端与运算放大器LM318的输出端之间还分别并联有电阻R5和电容C3，运算放大器LM318的反相输入端与运算放大器LM318的频率补偿端之间还并联有电容C1，运算放大器LM318的同相输入端直接接地，运算放大器LM318采用正负15V双电源供电。

反向比例运算电路的输入端IN2与一阶低通滤波电路的输出端OUT2连接，反向比例运算电路的输入端IN2通过电阻R7与运算放大器OPA656反相输入端连接，运算放大器OPA656的反相输入端与输出端之间还并联有电阻R8，运算放大器OPA656的同相输入端通过电阻R16接地，运算放大器OPA656采用正负5V双电源供电。

相位补偿电路的输入端IN3与反向比例运算电路的输出端OUT3连接，相位补偿电路的输入端IN3通过电阻R9与运算放大器OPA656的反相输入端连接，运算放大器OPA656反相输入端与输出端之间还串联有电阻R11，所述相位补偿电路的输入端IN3还通过滑动变阻器R10与运算放大器OPA656的同相输入端连接，滑动变阻器R10与运算放大器OPA656的同相输入端的连接结点通过电容C2与地连接，运算放大器OPA656采用正负5V双电源供电。

滞回比较电路的输入端IN4与相位补偿电路的输出端OUT4连接，滞回比较电路的输入端IN4通过电阻R15与比较器LMV7219的同相输入端连接，比较器LMV7219的同相输入端还通过电阻R14与比较器LMV7219的输出端连接，比较器LMV7219的反相输入端分别连接电阻R12和电阻R13的一端，电阻R12的另一端连接至电源正5V，电阻R13的另一端接地，比较器LMV7219采用单电源5V供电。

本实用新型的有益效果是，一种带相位补偿的过零检测电路，信号通过输入过零检测电路后，能准确、实时的输出比较方波，解决了实际应用中，由于传感器的性能、空间电磁波、工作器件的振动等影响，传感器检测的电压信号中会存在大量的谐波成分造成误触发的现象；解决了目前对于频率可变的电压信号过零检测所带来的相位补偿问题。

附图说明

图1是本实用新型带相位补偿的过零检测电路的结构示意图；

图2是本实用新型带相位补偿的过零检测电路信号限幅电路图；

图3是本实用新型带相位补偿的过零检测电路中一阶低通滤波电路图；

图4是本实用新型带相位补偿的过零检测电路中反相比例运算电路电路图；

图5是本实用新型带相位补偿的过零检测电路中相位补偿电路电路图；

图6是本实用新型带相位补偿的过零检测电路中滞回比较电路电路图；

图7是本实用新型带相位补偿的过零检测电路仿真结果图。