[发明专利]基于声场变压器零相位触发电路

说明书

本发明涉及基于声场变压器零相位触发电路及方法，其包括非接触式的声波传感器、保护电路、滤波放大电路、锁相整形电路、以及零相位TLL输出电路；声波传感器A1，采用非接触方式耦合变压器发出的声波信号，并将声波信号转换为电信号的能量转换器件；声波传感器A1为电容式，膜片采用聚全氟乙丙烯；保护电路包括与声波传感器A1电连接的气体放电管Z1以及阻抗匹配电路；气体放电管Z1保护电路由气体放电管Z1进行前级保护，并将耦合的声波感应电压信号幅值限制到设定安全范围内保护后级电路；阻抗匹配电路将保证声波传感器的高阻抗特性降低到设定欧姆值；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

技术领域

本发明涉及基于声场变压器零相位触发电路及方法。

背景技术

在变压器运行中需要获取多种监测参量进行变压器状态评估，多种检测仪器进行带电测量需要进行数据同步，并且同步信号为过零点触发信号，目前获取过零点触发信号的装置比较少，有的从铁心的工频电流信号中获取，有的从附近电源获取，这些方式不能获取良好的过零点触发信号，有时现场无法接线，获取信号困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种基于声场变压器零相位触发电路及方法。本发明利用变压器本体振动发出的声波，采用非接触方式获取声波信号作为激励源，经过信号带通滤波放大，锁相整形，输出标准TTL脉冲，将零相位信息传输给变压器带电检测设备。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于声场变压器零相位触发电路，包括非接触式的声波传感器、保护电路、滤波放大电路、锁相整形电路、以及零相位TLL输出电路；

声波传感器A1，采用非接触方式耦合变压器发出的声波信号，并将声波信号转换为电信号的能量转换器件；声波传感器A1为电容式，膜片采用聚全氟乙丙烯；

保护电路包括与声波传感器A1电连接的气体放电管Z1以及阻抗匹配电路；气体放电管Z1保护电路由气体放电管Z1进行前级保护，并将耦合的声波感应电压信号幅值限制到设定安全范围内保护后级电路；阻抗匹配电路将保证声波传感器的高阻抗特性降低到设定欧姆值；

阻抗匹配电路包括场效应管Q1、电阻R9、以及电阻R10；场效应管Q1栅极分别接气体放电管Z1负极与电阻R9，电阻R9另一端与气体放电管Z1正极接GND端；场效应管Q1源极接电源Vcc，场效应管Q1漏极通过电阻R10接GND端；

滤波放大电路包括一次放大电路模块、带通滤波器以及二次放大电路模块；

一次放大电路模块，对保护电路输入信号进行幅值放大，其包括低噪声放大器U2、电阻R4、电阻R6、电阻R11；低噪声放大器U2输入端脚3通过电阻R6接电源Vcc，低噪声放大器U2输入端脚3通过电阻R11接GND端；低噪声放大器U2输出端脚1通过电阻R4接电阻R2一端，低噪声放大器U2输入端脚2接电阻R2一端，电阻R2另一端接GND端；

带通滤波器包括电阻R12、电容C4、电容C6、以及电阻R7，带通滤波器的截止频率为10kHz-100kHz；低噪声放大器U2输出端脚1通过电容C4输出两路，一路通过电阻R12接GND端，另一路接电阻R7；

二次放大电路模块包括低噪声放大器U3、电容C7、以及电阻R1、R3、R8；

电阻R7另一端一路通过电容C6接低噪声放大器U3输出端脚7，另一路接电阻R8；电阻R8一端接低噪声放大器U3输入端脚5，低噪声放大器U3输入端脚5通过电容C7接GND端；

低噪声放大器U3输入端脚6通过电阻R1接GND端，低噪声放大器U3输出端脚7通过电阻R3后，再次通过电阻R1接GND端；

锁相整形电路，包括进行锁相且输入端与低噪声放大器U3输出端脚7电连接的集成电路U5以及整形单元；整形单元包括集成电路U6、电容C20、电容C21、电阻R17、以及电容C22；