一种交流电压直流分量检测电路制造技术

一种交流电压直流分量检测电路，属于逆变器领域，包括依次电连接的低通滤波电路、电压跟随电路和信号调理及放大电路；低通滤波电路用于对交流电压信号中直流偏置电压进行提取；电压跟随电路用于直流偏置电压的信号阻抗匹配及隔离调理；信号调理及放大电路用于直流偏置电压的信号调理及放大。从电压幅值较大的交流量中提取出幅值较小的直流偏置，利用运算放大器的电压跟随功能，对直流偏置信号进行处理，可有效改善信号进入运算放大器前的阻抗匹配性，等效于对进入跟随器的输入、输出信号进行隔离处理，可有效抑制共模干扰，当逆变器系统由较大的共模骚扰发生时仍然可精准检测直流偏置，为逆变器系统直流分量的抑制提供了必要的条件。

A detection circuit for DC component of AC voltage

The invention relates to an AC voltage DC component detection circuit, belonging to the inverter field, which comprises a low-pass filter circuit, a voltage following circuit and a signal conditioning and amplification circuit which are electrically connected in turn; a low-pass filter circuit is used for extracting the DC bias voltage in the AC voltage signal; a voltage following circuit is used for the signal impedance matching and isolation conditioning of the DC bias voltage; a signal conditioning and amplification circuit The circuit is used for signal conditioning and amplification of DC bias voltage. The DC bias with smaller amplitude is extracted from the AC with larger voltage amplitude, and the DC bias signal is processed by using the voltage following function of the operational amplifier, which can effectively improve the impedance matching before the signal enters the operational amplifier. It is equivalent to the isolation of the input and output signals entering the follower, which can effectively suppress the common mode interference. When the inverter system is controlled by the When large common mode disturbances occur, DC bias can still be accurately detected, which provides necessary conditions for the suppression of DC component of inverter system.

【技术实现步骤摘要】
一种交流电压直流分量检测电路
本技术属于逆变器领域，尤其涉及一种交流电压直流分量检测电路。
技术介绍
逆变器类产品交流输出电压，由于器件、控制等误差，总会含有相当成分的直流量。国家相关标准要求逆变器输出电压直流偏置要求在±100mV以内，现有逆变器产品有关直流分量的抑制，由于受直流分量的检测精度的限制，抑制效果不理想，尤其是逆变器系统在共模干扰较显著的拓扑结构中，直流分量检测电路由于抗共模干扰的能力较弱，精度更加难以保证。在现有逆变器产品中，直流分量的采集采用传统的方式，即交流电压信号首先经过采用电阻衰减后，进入低通滤波器进行滤波处理，提取出交流信号中的直流偏置，再经运算放大器比例放大后送入DSP或微处理器的A/D口。该方案缺点是低通滤波器处理后输出的信号，在送入运算放大器处理时易受到逆变器系统共模干扰。DSP等微处理的A/D口电压较低，在信号采集、调理等环节易受到外界干扰。逆变器是一个进行功率变换的系统，其内部每时每刻都有可能发生较大的di/dt、du/dt，因此逆变器系统是一个电磁干扰较为复杂、严重的系统。当系统中开关器件高频工作时，就会有较大的共模骚扰信号产生。传统的直流分量检测电路未考虑共模干扰发生时信号采集的精度，因此直流分量检测及处理就会受到严重的影响。
技术实现思路
本技术旨在解决上述问题，提供一种可精准采集逆变器类产品交流输出电压的直流偏置电压的交流电压直流分量检测电路。本技术所述交流电压直流分量检测电路，包括依次电连接的低通滤波电路、电压跟随电路和信号调理及放大电路；所述低通滤波电路用于对交流电压信号中直流偏置电压进行提取；所述电压跟随电路用于直流偏置电压的信号阻抗匹配及隔离调理；所述信号调理及放大电路用于直流偏置电压的信号调理及放大。本技术所述交流电压直流分量检测电路，所述低通滤波电路包括依次电连接的低通滤波器Ⅰ和低通滤波器Ⅱ；所述低通滤波器Ⅰ包括并联设置的电阻R1和电阻R2；所述电阻R1和电阻R2的输出端之间设置有电容C1；所述低通滤波器Ⅱ包括电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6；所述电阻R3与电阻R5依次相连接；所述电阻R4与电阻R6依次相连接；所述电阻R3与电阻R4的输出端之间设置有电容C2；所述电阻R1与电阻R3依次相连接；所述电阻R2与电阻R4依次相连接。电阻R1、电阻R2与电容C1组成对称的低通滤波器Ⅰ，电阻R3、电阻R4与电容C2组成对称的低通滤波器Ⅱ，电阻R5、电阻R6配合后级电路起到对直流偏置电压衰减及阻抗匹配的作用。本技术所述交流电压直流分量检测电路，所述电压跟随电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C3、电容C4、运算放大器U1和运算放大器U2；所述电阻R7的输入端与前述电阻R5的输出端相连接；所述电阻R7的输出端与运算放大器U1的同相输入端相连接；所述电阻R9的一端与电阻R7的输出端相连接，另一端接地；所述电容C3与电阻R9并联设置；所述电阻R8的输入端与前述电阻R6的输出端相连接；所述电阻R8的输出端与运算放大器U2的同相输入端相连接；所述电阻R10的一端与电阻R8的输出端相连接，另一端接地；所述电容C4与电阻R10并联设置；所述运算放大器U1的反相输入端与输出端相连接；所述运算放大器U2的反相输入端与输出端相连接。本技术所述交流电压直流分量检测电路，所述信号调理及放大电路包括电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C5、电容C6和运算放大器U3；所述电阻R11的输入端与前述运算放大器U1的输端相连接；所述电阻R11的输出端与运算放大器U3的同相输入端相连接；所述电阻R13的一端与电阻R11的输出端相连接，另一端接标准偏置电压；所述电阻R12的输入端与前述运算放大器U2的输出端相连接；所述电阻R12的输出端与运算放大器U3的反相输入端相连接；所述电阻R14的一端与电阻R12的输出端相连接，另一端与运算放大器U3的输出端相连接；所述电容C5与电阻R14并联设置；所述电阻R15的输入端与运算放大器U3的输出端相连接；所述电容C6的一端与电阻R15的输出端相连接，另一端接地。本技术所述交流电压直流分量检测电路，所述电阻R1和电阻R2的输出端之间设置有齐纳二极管；所述齐纳二极管与电容C1并联设置。本技术所述交流电压直流分量检测电路，齐纳二极管包括串联的齐纳二极管D1和齐纳二极管D2；所述齐纳二极管D1和齐纳二极管D2采用共阳极的连接方式设置，即齐纳二极管D1的阳极与齐纳二极管D2的阳极相连接，齐纳二极管D1和齐纳二极管D2的阴极分别与电容C1的两端相连接；当直流偏置电压为正时，即L端输入电压高于N端输入电压，D2正向导通，为保护进入电压跟随器的电压不至于过高，D1起到钳位该电压的作用；当直流偏置电压为负时，即L端输入电压低于N端输入电压，D1正向导通，D2对此偏置电压进行钳位。本技术所述交流电压直流分量检测电路，可精准采集逆变器类产品交流输出电压的直流偏置电压，交流电压直流分量检测电路根据共模干扰源发生的机理，从根本上消除或者尽可能减小共模干扰，从电压幅值较大的交流量中提取出幅值较小的直流偏置，利用运算放大器的电压跟随功能，对直流偏置信号进行处理，可有效改善信号进入运算放大器前的阻抗匹配性，其本质等效于对进入跟随器的输入、输出信号进行隔离处理，可有效抑制共模干扰，当逆变器系统由较大的共模骚扰发生时仍然可精准检测直流偏置，为逆变器系统直流分量的抑制提供了必要的条件。附图说明图1为本技术所述交流电压直流分量检测电路结构示意图；图2为实施例所述未设置电压跟随电路的交流电压直流分量检测电路结构示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术所述交流电压直流分量检测电路进行详细说明。本技术所述交流电压直流分量检测电路，包括依次电连接的低通滤波电路、电压跟随电路和信号调理及放大电路；所述低通滤波电路用于对交流电压信号中直流偏置电压进行提取；所述电压跟随电路用于直流偏置电压的信号阻抗匹配及隔离调理；所述信号调理及放大电路用于直流偏置电压的信号调理及放大。本技术所述的交流电压直流分量检测电路可应用于逆变器类产品的输出直流偏置信号检测中，比如UPS、光伏逆变器等产品的检测电路中。本技术所述交流电压直流分量检测电路，如图1所示，所述低通滤波电路包括依次电连接的低通滤波器Ⅰ和低通滤波器Ⅱ；所述低通滤波器Ⅰ包括并联设置的电阻R1和电阻R2；所述电阻R1和电阻R2的输出端之间设置有电容C1；所述低通滤波器Ⅱ包括电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6；所述电阻R3与电阻R5依次相连接；所述电阻R4与电阻R6依次相连接；所述电阻R3与电阻R4的输出端之间设置有电容C2；所述电阻R1与电阻R3依次相连接；所述电阻R2与电阻R4依次相连接。所述电阻R1和电阻R2的输出端之间设置有齐纳二极管；所述齐纳二极管与电容C1并联设置。齐纳二极管包括串联的齐纳二极管D1和齐纳二极管D2。交流电压信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交流电压直流分量检测电路，其特征在于：包括依次电连接的低通滤波电路、电压跟随电路和信号调理及放大电路；所述低通滤波电路用于对交流电压信号中直流偏置电压进行提取；所述电压跟随电路用于直流偏置电压的信号阻抗匹配及隔离调理；所述信号调理及放大电路用于直流偏置电压的信号调理及放大。/n

【技术特征摘要】
1.一种交流电压直流分量检测电路，其特征在于：包括依次电连接的低通滤波电路、电压跟随电路和信号调理及放大电路；所述低通滤波电路用于对交流电压信号中直流偏置电压进行提取；所述电压跟随电路用于直流偏置电压的信号阻抗匹配及隔离调理；所述信号调理及放大电路用于直流偏置电压的信号调理及放大。


2.根据权利要求1所述交流电压直流分量检测电路，其特征在于：所述低通滤波电路包括依次电连接的低通滤波器Ⅰ和低通滤波器Ⅱ；所述低通滤波器Ⅰ包括并联设置的电阻R1和电阻R2；所述电阻R1和电阻R2的输出端之间设置有电容C1；所述低通滤波器Ⅱ包括电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6；所述电阻R3与电阻R5依次相连接；所述电阻R4与电阻R6依次相连接；所述电阻R3与电阻R4的输出端之间设置有电容C2；所述电阻R1与电阻R3依次相连接；所述电阻R2与电阻R4依次相连接。


3.根据权利要求2所述交流电压直流分量检测电路，其特征在于：所述电压跟随电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C3、电容C4、运算放大器U1和运算放大器U2；所述电阻R7的输入端与前述电阻R5的输出端相连接；所述电阻R7的输出端与运算放大器U1的同相输入端相连接；所述电阻R9的一端与电阻R7的输出端相连接，另一端接地；所述电容C3与电阻R9并联设置；所述电阻R8的输入端与前述电阻R6的输出端相连接；所述电阻R8的输出端与运算放大器U2的同相输入端相连接；所述电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博，郝湘路，张省伟，周磊，樊晓霞，
申请(专利权)人：西安铁路职业技术学院，
类型：新型
国别省市：陕西;61