[发明专利]一种过零点检测电路

权利要求书

1.一种过零点检测电路，其特征在于，所述过零点检测电路包括：电量变换单元、保护单元、滤波单元、方波生成单元及波形整形单元，其中：

所述电量变换单元用于将外部电压信号U_in变换为低电压信号；

所述保护单元与所述电量变换单元连接，用于滤除所述低电压信号中的电磁干扰，得到信号U_A；

所述滤波单元与所述保护单元连接，用于滤除信号U_A中的谐波含量得到信号U_A1；

所述方波生成单元与所述滤波单元连接，用于基于信号U_A1生成以过零点为基准的方波信号U_A2；

所述波形整形单元与所述方波生成单元连接，用于对于方波信号U_A2进行波形整形，得到过零点方波信号，即输出信号U_o。

2.根据权利要求1所述的过零点检测电路，其特征在于，所述低电压信号与外部电压信号U_in同相位、同频率。

3.根据权利要求1所述的过零点检测电路，其特征在于，所述电量变换单元采用电压输出型高精度电压互感器。

4.根据权利要求1所述的过零点检测电路，其特征在于，所述保护单元包括两个串联的磁珠及与磁珠并联的稳压管。

5.根据权利要求1所述的过零点检测电路，其特征在于，所述滤波单元包含直接相连的两级滤波电路，每级滤波电路均包含依次连接的低通滤波电路、高通滤波电路和电压跟随电路。

6.根据权利要求5所述的过零点检测电路，其特征在于，所述滤波单元包括：一级低通滤波电路、一级高通滤波电路、一级电压跟随电路、二级低通滤波电路、二级高通滤波电路和二级电压跟随电路，其中：

所述一级低通滤波电路包括第一电阻R1和第一电容C1，所述第一电阻R1的第一端口接入信号U_A，第二端口与第一电容C1的第一端口连接，第一电容C1的第二端口接地；

所述一级高通滤波电路包括第二电阻R2和第二电容C2，所述第二电容C2的第一端口与第一电阻R1的第二端口、第一电容C1的第一端口连接，第二端口与第二电阻R2的第一端口连接，第二电阻R2的第二端口接地；

所述一级电压跟随电路包括第一芯片U1，所述第一芯片U1的第三端口与第二电容C2的第二端口、第二电阻R2的第一端口连接，接入输入信号，第一端口与第二端口连接并生成输出信号U_A′，第八端口和第四端口分别接正、负电源；

所述二级低通滤波电路包括第三电阻R3和第三电容C3，所述第三电阻R3的第一端口接入信号U_A′，第二端口与第三电容C3的第一端口连接，第一电容C3的第二端口接地；

所述二级高通滤波电路包括第四电阻R4和第四电容C4，所述第四电容C4的第一端口与第三电阻R3的第二端口、第三电容C3的第一端口连接，第二端口与第四电阻R4的第一端口连接，第四电阻R4的第二端口接地；

所述二级电压跟随电路包括第二芯片U2，所述第二芯片U2的第三端口与第四电容C4的第二端口、第四电阻R4的第一端口连接，第一端口和第二端口连接并生成输出信号U_A1，第八端口和第四端口分别接正、负电源。

7.根据权利要求1所述的过零点检测电路，其特征在于，所述方波生成单元利用轨到轨输出的、单极性电源供电的高速运放生成以过零点为基准的方波信号。

8.根据权利要求7所述的过零点检测电路，其特征在于，所述方波生成单元包括第三芯片U3，所述第三芯片U3的第三端口接入输入信号U_A1，第二端口接地，第一端口输出所生成的信号U_A2。

9.根据权利要求1所述的过零点检测电路，其特征在于，所述波形整形单元利用非门的滞回比较特性，消除方波信号中的毛刺，通过两级高速非门电路对于方波信号进行波形整形，得到过零点方波信号，即输出信号U_o。

10.根据权利要求9所述的过零点检测电路，其特征在于，所述波形整形单元包括第四芯片U4和第五芯片U5，所述第四芯片U4的输入端口接入信号U_A2，所述第五芯片U5的输入端口与第四芯片U4的输出端口连接，第五芯片U5的输出端口生成信号U_o。