[实用新型]一种电网电压锁相电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电网电压锁相电路。

背景技术

在现代电力电子技术中，经常要对电网电压进行锁相，顾名思义，其基本功能是跟踪锁定交流信号的相位。且在必要时还可提供有关信号的频率信息。特别是在大规模新能源并网发电场合，为了实现其网侧有功和无功的控制，需要动态获取电网电压的相位信息，这样就要求对电网电压进行锁相。鉴于锁相电路在变流技术中的重要性，越来越多的的学者对其进行研究，提出了诸多锁相电路的设计方案。从而使锁相电路的性能也不断的改善。

从实现方式上来看，锁相一般可分为硬件锁相和软件锁相，而软件锁相的技术思想一般来源于硬件锁相。本发明一种电网电压锁相电路是一种硬件锁相电路，通过实时检测电源电压的过零点和频率，根据检测的过零点和频率信息来跟踪电压的相位，进而实现锁相的功能。本发明的特点在于用一种简单低成本的电路实现了电网电压锁相。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种低成本、较少元器件的电网电压锁相电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种电网电压锁相电路，包括光耦P1、电源+5V、稳压二极管DZ1、电阻R1、R2、R3；

电阻R1的一端为连接到电网输入电压Vin+，电阻R1的另一端通过电阻R2与光耦P1的发光二极管阳极连接；光耦P1的发光二极管阴极与电网电压Vin-连接；稳压二极管DZ1的阴极连接到电阻R1与电阻R2的连接处，稳压二极管DZ1的阳极与光耦P1的发光二极管阳极连接；

光耦P1的三极管集电极通过电阻R3与电源+5V连接，且光耦P1的三极管集电极为信号输出端Vout；光耦P1的三极管发射极接地。

作为优选，光耦P1为TLP521。

作为优选，稳压二极管DZ1为MA4033稳压二级管。

本实用新型的有益效果是：

与现有技术相比，本实用新型通过输入电压在正半周时光耦导通，输入电压负半周时光耦关断的方式实现锁频和锁相，电路简单，可靠性高，价格低廉。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型电网电压锁相电路实施例的电路原理图。

图2是本实用新型电网电压锁相电路实施例的输入电压信号与输出电平信号的对应关系的原理图。

具体实施方式

图1是一种电网电压锁相电路，由光耦TLP521、电源+5V、稳压二极管DZ1、电阻R1、R2、R3组成。

在光耦的原边：电阻R1的一端与输入电网电压Vin+连接，电阻R1的另一端与电阻R2一端连接，电阻R2的另一端与光耦TLP521的引脚1连接，光耦TLP521的引脚2与输入电网电压Vin-连接。稳压二极管DZ1的阴极连接到电阻R1与电阻R2的连接处，稳压二极管DZ1的阳极与光耦P1的引脚2连接。

在光耦的副边：电源+5V与电阻R3连接，电阻R3的另一端与光耦TLP521的引脚3连接，光耦TLP521的引脚3作为信号输出端Vout，光耦TLP521的引脚4接地。

稳压二极管DZ1选用MA4033稳压二级管，或者采用功率更大的稳压二级管。

工作原理：

在光耦TLP521的原边，输入电压Vin+和Vin-构成一条回路，当输入电压为正时，电流由Vin+流向Vin-，其中一条支路流经电阻R1和光耦TLP521原边的发光二极管，另一条支路流经稳压二极管DZ1。稳压二极管的作用是当电阻R1和光耦TLP521原边的发光二极管的串联支路电压超过3.3V时，将其稳到3.3V。

当输入电压为负时，电流由Vin-通过稳压管DZ1，再经过电阻R1流向Vin+。

如图2所示，在光耦TLP521的副边，当输入电压为正时，电流由Vin+流向Vin-，光耦TLP521的原边发光二极管发光，光耦副边的三极管导通，副边电路的电流由电源+5V经电阻R3，再经过光耦副边的三极管流向地。此时输出信号Vout为0V。

当输入电压为负时，电流由Vin-通过稳压管DZ1，在经过电阻R1流向Vin+，光耦TLP521原边的二极管不发光，光耦TLP521副边的三极管不导通，不形成回路。此时的输出信号为5V。

输出信号Vout接入控制芯片，首先检测信号周期Ts，由5V跳变到0V时，电压的相位为0度，从此时计时，在T1时刻的角度θ＝T1/Ts×360。