[发明专利]交流电网电压信号过零点精确检测方法

权利要求书

1.交流电网电压信号过零点精确检测方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、设置检测装置滤波电路滤波时间常数、选择处理单元（6）的芯片，根据选择的芯片确定A/D转换增益系数、ADC采样周期，定时器时钟频率及计数模式，进而设定过零点检测提前量ΔT；

步骤2、计算软件PQ滤波时间常数，提取零点对应的数字量；

步骤3、去除零点漂移对过零点检测的影响，并实时整定ADC采样结果，根据经步骤2提取的零点对应的数字量，得到ADC采样整定结果y（k）；

步骤4、提取经过步骤3整定后得到的ADC采样结果y（k）中的最大值，根据y（k）中的最大值确定电网峰值电压U_m；

步骤5、计算交流电网电压的半周期值T_b；

步骤6、分别根据步骤1.3确定的ΔT、步骤4确定的U_m及步骤5确定的T_b，计算得到过零点检测判据ΔU；

步骤7、根据步骤6计算得到的过零点检测判据，提前预测电压过零点，并记下此时TIMx计数器的值t_x1；

步骤8、满足步骤7的条件后，根据步骤1、步骤3和步骤6的结果，计算ADC采样间隔引起的过零点检测随机延时t_b；

步骤9、确定交流电网电压实际过零点时刻t_x2，根据步骤7记下的t_x1和步骤8计算得到的t_b，计算出电压u_s实际过零点时刻的数字量；

步骤10、将经步骤9计算得到的t_x2写入定时器TIMx比较寄存器：当TIMx计数器的值等于t_x2时，定时器与比较寄存器匹配，得到交流电网电压u_s精确过零点时刻；若此时将正弦表指针归零，能实现要控制的输出信号与实际电网电压保持严格的相位同步，即实现电网电压过零点精确锁相；

步骤11、重复步骤1～步骤10，即可实现交流电压过零点的精确检测。

2.根据权利要求1所述的交流电网电压信号过零点精确检测方法，其特征在于，所述步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1、将交流电压信号与检测装置中检测电路内的分压电路（2）连接，确定检测装置中滤波电路（3）的硬件滤波时间常数RC，按照以下算法确定电压检测硬件电路对过零点检测造成的延时t₁具体按照以下算法实施：

t₁=RC×2¹⁸；

步骤1.2、选择处理单元（6）内的微控制芯片，根据选择的芯片分别设置ADC采样周期、定时器时钟频率及计数模式，结合检测装置确定A/D转换增益系数：

所述的处理单元（6）内的微控制芯片为ARM、DSP或单片机；由处理单元（6）进行ADC转换，设定电网电压一个工频周期内的采样点数为N，按照以下算法确定ADC采样周期：

由ADC采样间隔引起的过零点检测随机延时t_b的极限值为ADC采样周期T_s，具体按照以下算法实施：

0≤tb=x(k)x(k)-x(k-1)Ts<Ts;]]>

根据选择的微控制器芯片，设置其定时器TIMx的时钟频率、计数模式和自动重装载寄存器周期值；

根据被检测交流电网电压幅值和所选择处理单元（6）内的微控制器芯片ADC位数，确定ADC数模转换增益系数，按照以下算法实施：

对工频电网电压ADC采样时设定ADC数模转换增益系数为4～6.6；

步骤1.3、根据步骤1.1确定的硬件滤波造成的过零点检测延时t₁，取由ADC采样间隔引起的过零点检测随机延时t_b的最大值为经步骤1.2计算得到的ADC采样周期T_s，取过零点判断及锁相程序执行造成的过零点检测随机延时t₂=10～100微秒，取安全裕量t′≥200微秒，则过零点检测提前量ΔT对应的数字量按以下算法计算：

ΔT=(t₁+t₂+T_s+t′)×2¹⁸；

式中，t₁为硬件滤波造成的过零点检测延时，t₂为过零点判断及锁相程序执行造成的过零点检测随机延时，T_s表示ADC采样周期，t′表示安全裕量。