[实用新型]馈电保护器交流电相位检测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及馈电保护器电路，特别是一种馈电保护器交流电相位检测电路。

背景技术

馈电保护器广泛应用于煤矿等需要监测电力状态的环境中，为保证煤矿安全及防止二次事故的发生提供重要的保障。馈电保护器的基本功能包括三相电压电流的检测以及电压电流之间的失相，即需要计算出电压与电流之间相位差。现有的馈电保护器中电流传感器及电压传感器的信号之间的相位差检测电路过于复杂，或者只采用一级放大和滤波，信号的噪声消除不彻底。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种馈电保护器交流电相位检测电路，以简化电路结构、降低成本并提高检测效果。

为了实现上述目的，本实用新型提供的馈电保护器交流电相位检测电路，其特征在于，包括异或门和分别连接所述异或门一个输入端的两个子电路，子电路包括依次连接的初级放大电路、有源二阶低通滤波器、次级放大电路和整形电路，馈电保护器的电流传感器信号和电压传感器信号分别输入到一个初级放大电路，初级放大电路对输入信号进行放大，有源二阶低通滤波器对放大了的信号进行滤波，次级放大电路对滤波后的信号再次放大，整形电路把再次放大的信号从正弦波转换为方波。

本实用新型提供的馈电保护器交流电相位检测电路，用于检测矿用馈电保护器中三相交流电的电压与电流之间的相位差，进而可以判断该相电路的状态，采用简单的集成电路，配合少量的分立元件，整个电路原理和功能清晰明了，便于调试与分析，具有电路简单、成本低、效果好等优点。

附图说明

图1为馈电保护器交流电相位检测电路结构示意图；

图2为初级放大电路的电路图；

图3为有源二阶低通滤波器的电路图；

图4为次级放大电路的电路图；

图5为整形电路的电路图。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

具体实施方式

参见图1，馈电保护器交流电相位检测电路包括异或门5和两个子电路6，两个子电路6的输出端分别连接异或门5的一个输入端，馈电保护器的电流传感器信号和电压传感器信号分别输入到一个子电路6。每个子电路6包括依次连接的初级放大电路1、有源二阶低通滤波器2、次级放大电路3和整形电路4。馈电保护器的电流传感器信号和电压传感器信号分别输入到一个子电路6的初级放大电路1，初级放大电路1对输入信号进行放大。有源二阶低通滤波器2对放大了的信号进行滤波，消除传感器噪声与干扰。次级放大电路3对滤波后的信号再次放大，放大到可以识别和处理的大小。整形电路4对再次放大的信号进行整形，把再次放大的信号从正弦波转换为方波。从两个子电路6出来的两个方波信号同时分别输入到异或门5的一个输入端，从异或门5出来的输出信号为带相位差的方波信号，该信号可以直接输入单片机计算出相位差的值。

参见图2，初级放大电路1为反相放大电路，包括第一运算放大器11、第一电阻R11、第二电阻R12和第三电阻R13。第一运算放大器11的反相输入端连接第一电阻R11和第三电阻R13的一端，第三电阻R13的另一端接第一运算放大器11的输出端，第二电阻R12的两端分别接第一运算放大器11正相输入端和接地。馈电保护器的电流传感器信号或电压传感器信号由第一运算放大器11的反相输入端输入，第一运算放大器11的正相输入端通过第二电阻R12接地。第一电阻R11和第二电阻R12阻值相同，第三电阻R13为反馈电阻，第三电阻R13决定了输出信号与输入信号之间的放大倍数。为防止噪声被电路放大，初级放大电路的放大倍数较小，即第三电阻R13一般是第一电阻R11的1/5至1倍。

参见图3，有源二阶低通滤波器2包括第二运算放大器21，4个电阻：第四电阻R21、第五电阻R22、第六电阻R23、第七电阻R24，以及2个电容：第一电容C21、第二电容C22。第二运算放大器21的正相输入端连接第一电容C21的一端和第五电阻R22的一端，第一电容C21的另一端接地，第五电阻R22的另一端接第四电阻R21的一端和第二电容C22的一端，第四电阻R21的另一端接输入，第二电容C22的另一端接第二运算放大器21的输出端，第二运算放大器21的反相输入端接第六电阻R23和第七电阻R24的一端，第六电阻R23的另一端第二运算放大器21的输出端，第七电阻R24的另一端接接地。输入信号经过第四电阻R21和第五电阻R22后从第二运算放大器21的正相输入端输入。第四电阻R21与第五电阻R22相同，第一电容C21与第二电容C22相同，第六电阻R23与第七电阻R24相同。