[发明专利]交流电网电压信号过零点精确检测方法

摘要

本发明公开的交流电压信号过零点精确检测方法，首先选取较大的硬件滤波时间常数，保证能较好地滤除交流电压信号中可能含有的谐波和随机噪声；使用大时间常数软件PQ滤波提取并消除硬件和软件产生的直流漂移；设置一个软件判断提前量以抵消硬件滤波引起的过零点延时；可以精确计算采样间隔产生的随机误差t_b；最后，利用嵌入式微控制器的捕获和比较功能实现交流电压频率和相位的准确信息，进而可实现对交流信号的精确锁相。本发明的检测方法解决了交流电压信号过零点检测时，由于硬件检测电路和软件算法引起的零点漂移和相位延迟的问题。

主权项

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。