[发明专利]交流电电压及其过零点检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电压检测技术领域，尤其涉及一种交流电电压及其过零点检测装置及方法。

背景技术

在家电及工业控制系统中，为实现精确控制，经常需要检测交流电源的电压和零点。而在传统的检测电路中，检测电压一般通过“分压-整流-滤波-A/D转换”几个步骤；检测零点一般通过对交流电源“限压/限流-整形-检测波形边沿”来实现。传统电路存在以下几个缺点：

电压检测实时性差。

需要电压检测和过零检测两个独立的电路单元，电路复杂。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种交流电电压及其过零点检测装置及方法，旨在实现精确检测交流电电压的同时检测过零点，并提高电压检测实时性。

为了达到上述目的，本发明提出一种交流电电压及其过零点检测装置，所述交流电电压及其过零点检测装置包括第一侦测模块、第二侦测模块、控制模块、采样模块及处理模块；其中，

第一侦测模块，用于实时监测输入交流电的电压信号并获取输入交流电的周期；

第二侦测模块，用于根据周期定时侦测输入交流电由正半波变为负半波或负半波变为正半波的过零点；

控制模块，用于当所述交流电由正半波变为负半波时，在预设的时间段内对交流电的负半波叠加一个高电平；当所述交流电由负半波变为正半波时，在预设的时间段内对交流电的正半波叠加一个低电平；

采样模块，用于对叠加电平后的交流电压进行AD采样；

处理模块，用于根据AD采样到的交流电压进行电压值计算。

优选地，还包括：第一供电电源、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管及第一电容；所述第一电阻的一端与被测电压端连接，用于输入被测交流电压，另一端与采样模块的输入端连接且与第一侦测模块的检测端连接；所述第二电阻的一端与第一电阻和采样模块的连接节点连接，另一端与控制模块的控制端连接；所述第一二极管的阴极与第一供电电源连接，阳极与第一电阻和采样模块的连接节点连接；所述第二二极管的阴极与第一二极管的阳极连接，阳极接地；所述第一电容的一端与第一二极管和第二二极管的连接节点连接，另一端接地。

优选地，所述采样模块具体包括：

采样单元，用于对叠加电平后的交流电压进行模拟采样；

模数转换器，用于将采样到的模拟电压信号转换为数字电压信号。

优选地，所述处理模块具体包括：

处理单元，用于将采样到的交流电压输入至预先设置的电压计算公式中进行电压值计算。

本发明还提出一种交流电电压及其过零点检测方法，所述方法包括以下步骤：

实时监测输入交流电的电压信号并获取输入交流电的周期；

根据周期定时侦测输入交流电由正半波变为负半波或负半波变为正半波的过零点；

当所述交流电由正半波变为负半波时，在预设的时间段内对交流电的负半波叠加一个高电平；当所述交流电由负半波变为正半波时，在预设的时间段内对交流电的正半波叠加一个低电平；

对叠加电平后的交流电压进行AD采样；

根据采样到的交流电压进行电压值计算。

优选地，所述根据周期定时侦测输入交流电由正半波变为负半波或负半波变为正半波的过零点具体包括：

将所述输入交流电进行钳位，转换成高低电平；

根据所述周期定时侦测钳位后的电平的上升沿和下降沿；所述上升沿为输入交流电由负半波变为正半波的过零点，所述下降沿为交流输入电由正半波变为负半波的过零点。

优选地，所述对叠加电平后的交流电压进行AD采样具体包括：

对叠加电平后的交流电压进行模拟采样；

将采样到的模拟电压信号转换为数字电压信号。

优选地，所述根据采样到的交流电压进行电压值计算具体包括：

将采样到的交流电压输入至预先设置的电压计算公式中进行电压值计算。

本发明通过实时监测输入交流的电压信号并获取输入交流电的周期；根据周期定时侦测输入交流电由正半波变为负半波或负半波变为正半波的过零点；当所述交流电由正半波变为负半波时，在预设的时间段内对交流电的负半波叠加一个高电平；当所述交流电由负半波变为正半波时，在预设的时间段内对交流电的正半波叠加一个低电平；对叠加电平后的交流电压进行AD采样；根据采样到的交流电压进行电压值计算。本发明可实现精确检测交流电电压的同时检测过零点，并提高了电压检测的实时性。

附图说明