[发明专利]基于高精度滤波器的谐波检测与报警装置

说明书

技术领域

本发明涉及采用高精度开关电容滤波器的谐波检测与报警装置。

背景技术

交直流电力变换过程中会产生大量的谐波，精确地检测和监控到其中相关谐波参数，不但能为电力变换装置的控制机制提供定量的物理参考依据，而且还能为其可靠运行提供一定的保证，又可改善电力变换装置的工作质量和提高控制技术性能指标。从繁杂的众多谐波中筛选出待测频率的谐波信号，检测电路中的高精度谐波滤波器设计是最关键的所在。传统的谐波滤波器可分为无源滤波器和有源滤波器两大类。无源滤波器主要由电阻、电容和电感元件组成，有源滤波器主要由电阻、电容和运算放大器组成。无源滤波器滤波效果往往不太理想，特别是在较低频率下工作时，电感L的体积和重量相对较大；而且无源滤波器和有源滤波器均由于必须采用实际电容值与标称值之间必然有较大偏差的电容器，使得低通滤波器的（或带通滤波器）截止频率（或中心频率）和频率带宽的实际值与设计值之间的误差较大，存在着谐波检测数值不准确的缺陷，从而无法保证与之相关的检测与报警装置可靠运行。当前数字化控制的电力变换装置日趋盛行，这类基于高精度滤波器的谐波检测与报警装置的运用就显得力不从心了。

发明内容

本发明旨在克服上述存在的问题，提供了一类灵活多便、测量准确、可靠性强、可编程的基于高精度滤波器的谐波检测与报警装置。

本发明所采取的技术方案是：一类基于高精度滤波器的谐波检测与报警装置，其特征在于：含有基于高精度滤波器的谐波检测电路1，信号调理电路2和报警电路3三大部分。其中的高精度谐波检测电路1又由高精度的可编程开关电容滤波器组成的高精度低通滤波器1-1、若干个高精度带通滤波器1-2、基于CPLD器件的高精度时钟信号发生器1-3组成；信号调理电路2又由若干个高精度的绝对值运放电路2-1、峰值检测电路2-2和相对应的比较电路2-3组成，以及报警电路3由信号合成电路3-1、抗干扰电路3-2和报警及显示电路3-3组成，其中信号合成电路3-1和抗干扰电路3-2是在CPLD器件中采用软件实现。

本发明的有益效果是：采用了高精度的可编程开关电容滤波器和CPLD器件，在很多情况下无需更换元件，只需改变时钟频率和对CPLD器件的相关引脚进行现场在线编程就可以在一定的范围内准确地改变低通（或带通）滤波器的截止频率（或中心频率）和Q值。可直接处理模拟信号，而不必像数字滤波器那样需要A/D、D/A变换，实时性好，简化了电路设计，提高了系统的可靠性、灵活性和通用性，适用范围更为广泛。

附图说明

图1为本发明的一类基于高精度滤波器的谐波检测与报警装置工作示意图。

图2为本发明的一类基于高精度滤波器的谐波检测与报警装置运用实例工作原理图。

具体实施方式

以下结合附图，对依据本发明提供的具体实施方式，结构、特征、运用实例详述如下：

参见图1，一类基于高精度滤波器的谐波检测与报警装置工作示意图，其特征在于：含有基于高精度滤波器的谐波检测电路1，信号调理电路2和报警电路3三大部分。其中的高精度谐波检测电路1又由高精度的可编程开关电容滤波器组成的高精度低通滤波器1-1、若干个高精度的带通滤波器1-2、高精度的CPLD时钟信号发生器1-3组成；信号调理电路2又由若干个高精度的绝对值运放电路2-1、峰值检测电路2-2和相对应的比较电路2-3组成，以及报警电路3由基于CPLD器件的信号合成电路3-1和抗干扰电路3-2、以及报警及显示电路3-3组成。

本发明所述的一类基于高精度滤波器的谐波检测与报警装置，是根据用户的实际需求（包含谐波参数指标和通道数量）进行现场在线可编程操作。