[发明专利]交流电周期变化的捕捉系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流电周期变化的捕捉系统和方法，特别是一种基于能量比较的交流电 周期变化的捕捉系统和方法，是能够根据电流比较器的输出自动控制可控开关导通和关断的 交流电周期捕捉系统和方法，可以有效降低器件的功率和电路的功耗。

技术背景

交流电的周期是表征交流电的重要参数，在工程中往往需要捕捉交流电的周期来完成后 续处理。工频市电是一种典型的交流电。例如在电磁流量计中，市电的工频干扰噪声是信号 处理过程中常见的一种干扰噪声。它表现为有效信号上叠加频率为50Hz左右的干扰信号。在 信号处理过程中需要精确捕捉工频交流电的周期以准确消除工频干扰(如中国专利 CN1058564C和CN100357710C)。上述方法必须以捕捉工频交流电周期变化为依据，才能实现 在正负励磁周期信号同步采样时完全抵消窜入信号回路的工频干扰。

现有的捕捉工频交流电周期变化方法多采用电平信号比较的方式来实现。而外界干扰(比 如电磁流量计电源模块等)使输入电压上叠加各种幅值的虚电压，电平比较器输出波形就可 能在输入电压未到参考值时就出现误翻转。那样，受虚电压干扰影响的电平比较方法不能精 确的捕捉到工频交流电周期的变化。

在一种改进的工频交流电周期捕捉方法中(中国专利CN100473953C)，提出了基于能量的 比较方法，即采用电流比较器，以电流比较的方法实现周期的捕捉，这种方法很好的克服了 虚电压干扰带来的影响，但是，在此方法中，由于恒流转换器一直处于工作状态，且其两端 压降较大，工作一段时间后会出现明显的发热现象，增大了电路的功耗，如果不能很好的散 热，会影响电路的正常工作。

发明内容

本发明的目的是要解决现有的基于能量的比较方法中电路容易出现发热现象、回路功耗 大的缺点，而提供一种具有可控开关的交流电周期变化的捕捉系统和方法，这种根据电流比 较器的输出自动控制可控开关导通与关断的方法，使整个工作回路可以有效地降低功耗，不 出现部件的过热现象。

为达到上述目的，本发明的构思是：参见图1，本发明采用周期T的交流电源(1)输入到 整流器(2)的两个输入端，整流器(2)的两个输出端对应有直流脉动电源E0，整流器(2)的 两个输出端与电流比较器(3)和可控开关(4)串联连接；所述的电流比较器(3)有输出信号X， 当所述的直流脉动电源E0流过所述的电流比较器(3)的电流C大于或小于额定值A时由输出 信号X分别给出对应的指示值；所述的可控开关(4)连接一个控制信号S，控制信号S可控制 可控开关(4)的导通和关断；信号X连接到一个控制器(5)，控制器(5)产生控制信号S， 控制器(5)根据信号X的指示值输出控制信号S使可控开关(4)导通或关断，以减小电流C 在一个周期T中的平均值；这样，信号X的指示值的变化周期值等于所要捕捉的交流电源(1) 的周期T。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种交流电周期变化的捕捉系统，包括一个周期T的交流电源、一个整流器和一个电流 比较器，其特征在于所述交流电源的两个输入端连接到所述整流器的两个输入端，所述整流 器的两个输出端经所述的可控开关连接到所述电流比较器的两个输入端，所述电流比较器的 输出信号X连接到一个控制器的输入端，所述控制器输出控制信号S至所述可控开关，控制 可控开关导通与关断，使整个系统工作回路有效降低功耗，避免器件过热。

一种交流电周期变化的捕捉方法，采用上述系统进行捕捉交流电周期变化，其特征在于 捕捉步骤如下：

第一步骤：周期T的交流电源输入到整流器的两个输入端，则整流器的两个输出端对应 有直流脉动电源E0；

第二步骤：当直流脉动电源E0流过电流比较器的电流C大于额定电流值A时，电流比较 器的输出信号X有一个上升或下降的变化量给控制器；

第三步骤：控制器输出控制信号S使可控开关关断，可控开关关断即使电流比较器的电 流值C变成零，对应的电流比较器输出信号X有一个下降或上升变化量；

第四步骤：控制器在经过小于T的时间t后，再输出控制信号S使可控开关导通，使电 流比较器回到等待下一个电流C大于额定值A的状态。