本發(fā)明涉及一種檢測系統(tǒng)，具體是指一種基于偏置電路的鎖相式電網(wǎng)過零檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著智能電網(wǎng)的迅猛發(fā)展，電力載波通訊技術(shù)也得到廣泛的應(yīng)用。電力載波通訊技術(shù)在應(yīng)用時需要精確的檢測電力線上交流電的過零點，以確保其通訊性能。目前電力線上交流電的過零點通常采用過零檢測系統(tǒng)進行檢測，然而，現(xiàn)有的過零檢測系統(tǒng)抗干擾能力較差，在電網(wǎng)出現(xiàn)波動時信號容易出現(xiàn)偏移，導(dǎo)致檢測精度差，無法滿足人們的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的過零檢測系統(tǒng)抗干擾能力較差的缺陷，提供一種基于偏置電路的鎖相式電網(wǎng)過零檢測系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案現(xiàn)實：一種基于偏置電路的鎖相式電網(wǎng)過零檢測系統(tǒng)，主要由檢測芯片U，電源電路，分別與電源電路相連接的穩(wěn)頻電路和采樣電路，負(fù)極與檢測芯片U的B管腳相連接、正極與采樣電路相連接的電容C3，正極與檢測芯片U的CEXT管腳相連接、負(fù)極與檢測芯片U的REXT管腳相連接的電容C4，一端與檢測芯片U的VCC管腳相連接、另一端與電源電路相連接的電阻R4，與檢測芯片U的Q管腳相連接的鎖相環(huán)電路，以及分別與鎖相環(huán)電路和檢測芯片U的GND管腳相連接的檢測輸出電路組成；所述檢測輸出電路還與電源電路相連接。

進一步的，所述鎖相環(huán)電路由放大器P1，放大器P2，三極管VT5，串接在放大器P2的輸出端和放大器P1的正極之間的電阻R10，串接在放大器P2的輸出端和放大器P1的負(fù)極之間的電阻R11，串接在放大器P1的負(fù)極和三極管VT5的發(fā)射極之間的電阻R12，串接在放大器P1的正極和三極管VT5的集電極之間的電阻R14，正極與放大器P1的正極相連接、負(fù)極與放大器P1的輸出端相連接的電容C9，正極與放大器P1的輸出端相連接、負(fù)極經(jīng)電阻R15后與三極管VT5的基極相連接的電容C10，N極與放大器P2的正極相連接、P極經(jīng)電阻R16后與電容C10的負(fù)極相連接的二極管D7，以及串接在放大器P2的輸出端和負(fù)極之間的電阻R13組成；所述放大器P2的輸出端作為該鎖相環(huán)電路的輸入端并與檢測芯片U的Q管腳相連接；所述三極管VT5的發(fā)射極接地；所述放大器P1的輸出端作為該鎖相環(huán)電路的輸出端并與檢測輸出電路相連接。

所述穩(wěn)頻電路由場效應(yīng)管MOS，三極管VT3，三極管VT4，負(fù)極與場效應(yīng)管MOS的柵極相連接、正極作為該穩(wěn)頻電路的輸入端的電容C7，串接在三極管VT3的基極和場效應(yīng)管MOS的柵極之間的電阻R6，一端與三極管VT3的集電極相連接、另一端接地的電阻R7，N極與場效應(yīng)管MOS的源極相連接、P極接地的二極管D5，串接在場效應(yīng)管MOS的漏極和二極管D5的P極之間的電阻R8，串接在三極管VT4的發(fā)射極和二極管D5的P極之間的電阻R9，P極與三極管VT4的集電極相連接、N極與三極管VT3的集電極相連接的二極管D6，以及正極與三極管VT4的發(fā)射極相連接、負(fù)極作為該穩(wěn)頻電路的輸出端的電容C8組成；所述場效應(yīng)管MOS的源極與三極管VT3的發(fā)射極相連接；所述三極管VT4的基極與三極管VT3的發(fā)射極相連接；所述穩(wěn)頻電路的輸入端與電源電路相連接、其輸出端則與采樣電路相連接。

所述電源電路由變壓器T，正極與變壓器T的副邊電感線圈的非同名端相連接、負(fù)極與變壓器T的副邊電感線圈的同名端相連接的電容C1組成；所述電容C1的正極與穩(wěn)頻電路的輸入端相連接、其負(fù)極則與采樣電路相連接。

所述采樣電路由放大器P，N極與放大器P的負(fù)極相連接、P極經(jīng)電阻R2后與放大器P的負(fù)極相連接的二極管D3，P極與放大器P的負(fù)極相連接、N極與二極管D3的P極相連接的二極管D2，N極與放大器P的正極相連接、P極經(jīng)電阻R3后分別與電容C1的負(fù)極和檢測芯片U的GND管腳相連接的二極管D1，正極與放大器P的負(fù)極相連接、負(fù)極與二極管D3的P極相連接的電容C2，以及一端與放大器P的負(fù)極相連接、另一端與穩(wěn)頻電路的輸出端相連接的電阻R1組成；所述放大器P的輸出端與電容C3的正極相連接；所述電容C1的正極還經(jīng)電阻R4后與檢測芯片U的VCC管腳相連接。

所述檢測輸出電路由三極管VT1，三極管VT2，正極與鎖相環(huán)電路的輸出端相連接、負(fù)極與三極管VT1的基極相連接的電容C5，一端與三極管VT1的發(fā)射極相連接、另一端與檢測芯片U的GND管腳相連接的電阻R5，正極與三極管VT2的發(fā)射極相連接、負(fù)極與檢測芯片U的GND管腳相連接的同時接地的電容C6，以及N極與電容C1的正極相連接、P極與三極管VT2的基極相連接的二極管D4組成；所述三極管VT2的基極與三極管VT1的集電極相連接、其集電極與二極管D4的N極相連接、其發(fā)射極作為輸出端。

所述檢測芯片U為SN74121N集成芯片。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點及有益效果：

(1)本發(fā)明采用SN74121N集成芯片與外圍電路相結(jié)合，使其擁有更強的抗干擾能力，即使在電網(wǎng)出現(xiàn)波動的情況下仍然能夠穩(wěn)定的工作，精確的檢測出電力線上交流電的過零點。

(2)本發(fā)明可以對信號的頻率進行處理，使信號頻率更加穩(wěn)定，極大的提高了本發(fā)明的檢測精度。

(3)本發(fā)明可以對電壓的相位進行鎖定，避免電壓相位波動而影響本發(fā)明過零檢測精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的穩(wěn)頻電路的結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明的鎖相環(huán)電路的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。

實施例

如圖1所示，本發(fā)明主要由檢測芯片U，電源電路，分別與電源電路相連接的穩(wěn)頻電路和采樣電路，負(fù)極與檢測芯片U的B管腳相連接、正極與采樣電路相連接的電容C3，正極與檢測芯片U的CEXT管腳相連接、負(fù)極與檢測芯片U的REXT管腳相連接的電容C4，一端與檢測芯片U的VCC管腳相連接、另一端與電源電路相連接的電阻R4，與檢測芯片U的Q管腳相連接的鎖相環(huán)電路，以及分別與鎖相環(huán)電路和檢測芯片U的GND管腳相連接的檢測輸出電路組成；所述檢測輸出電路還與電源電路相連接。為了更好的實施本發(fā)明，所述檢測芯片U優(yōu)選SN74121N集成芯片來實現(xiàn)。

其中，所述電源電路由變壓器T，正極與變壓器T的副邊電感線圈的非同名端相連接、負(fù)極與變壓器T的副邊電感線圈的同名端相連接的電容C1組成；所述電容C1的正極與穩(wěn)頻電路的輸入端相連接、其負(fù)極則與采樣電路相連接。

該所述采樣電路由放大器P，電阻R1，電阻R2，電阻R3，電容C2，二極管D1，二極管D2以及二極管D3組成。

連接時，二極管D3的N極與放大器P的負(fù)極相連接、其P極經(jīng)電阻R2后與放大器P的負(fù)極相連接。二極管D2的P極與放大器P的負(fù)極相連接、其N極與二極管D3的P極相連接。二極管D1的N極與放大器P的正極相連接、其P極經(jīng)電阻R3后分別與電容C1的負(fù)極和檢測芯片U的GND管腳相連接。電容C2的正極與放大器P的負(fù)極相連接、其負(fù)極與二極管D3的P極相連接。電阻R1的一端與放大器P的負(fù)極相連接、其另一端與穩(wěn)頻電路的輸出端相連接所述電容C1的正極還經(jīng)電阻R4后與檢測芯片U的VCC管腳相連接。所述放大器P的輸出端與電容C3的正極相連接。

另外，所述檢測輸出電路由三極管VT1，三極管VT2，電阻R5，電容C5，電容C6以及二極管D4組成。

連接時，電容C5的正極與鎖相環(huán)電路的輸出端相連接、其負(fù)極與三極管VT1的基極相連接。電阻R5的一端與三極管VT1的發(fā)射極相連接、其另一端與檢測芯片U的GND管腳相連接。電容C6的正極與三極管VT2的發(fā)射極相連接、其負(fù)極與檢測芯片U的GND管腳相連接的同時接地。二極管D4的N極與電容C1的正極相連接、其P極與三極管VT2的基極相連接。所述三極管VT2的基極與三極管VT1的集電極相連接、其集電極與二極管D4的N極相連接、其發(fā)射極作為輸出端并接外部單片機。

如圖2所示，所述穩(wěn)頻電路由場效應(yīng)管MOS，三極管VT3，三極管VT4，電阻R6，電阻R7，電阻R8，電阻R9，二極管D6，二極管D5，電容C7以及電容C8組成。

連接時，電容C7的負(fù)極與場效應(yīng)管MOS的柵極相連接、其正極作為該穩(wěn)頻電路的輸入端并與電容C1的正極相連接。電阻R6串接在三極管VT3的基極和場效應(yīng)管MOS的柵極之間。電阻R7的一端與三極管VT3的集電極相連接、其另一端接地。二極管D5的N極與場效應(yīng)管MOS的源極相連接、其P極接地。電阻R8串接在場效應(yīng)管MOS的漏極和二極管D5的P極之間。電阻R9串接在三極管VT4的發(fā)射極和二極管D5的P極之間。二極管D6的P極與三極管VT4的集電極相連接、其N極與三極管VT3的集電極相連接。電容C8的正極與三極管VT4的發(fā)射極相連接、其負(fù)極作為該穩(wěn)頻電路的輸出端并經(jīng)電阻R1后與放大器P的負(fù)極相連接。所述場效應(yīng)管MOS的源極與三極管VT3的發(fā)射極相連接。所述三極管VT4的基極與三極管VT3的發(fā)射極相連接。

如圖3所示，所述鎖相環(huán)電路由放大器P1，放大器P2，三極管VT5，電阻R10，電阻R11，電阻R12，電阻R13，電阻R14，電阻R15，電阻R16，二極管D7，電容C9以及電容C10組成。

連接時，電阻R10串接在放大器P2的輸出端和放大器P1的正極之間。電阻R11串接在放大器P2的輸出端和放大器P1的負(fù)極之間。電阻R12串接在放大器P1的負(fù)極和三極管VT5的發(fā)射極之間。電阻R14串接在放大器P1的正極和三極管VT5的集電極之間。電容C9的正極與放大器P1的正極相連接、其負(fù)極與放大器P1的輸出端相連接。電容C10的正極與放大器P1的輸出端相連接、其負(fù)極經(jīng)電阻R15后與三極管VT5的基極相連接。二極管D7的N極與放大器P2的正極相連接、其P極經(jīng)電阻R16后與電容C10的負(fù)極相連接。電阻R13串接在放大器P2的輸出端和負(fù)極之間。所述放大器P2的輸出端作為該鎖相環(huán)電路的輸入端并與檢測芯片U的Q管腳相連接。所述三極管VT5的發(fā)射極接地；所述放大器P1的輸出端作為該鎖相環(huán)電路的輸出端并與電容C5的正極相連接。

本發(fā)明采用SN74121N集成芯片與外圍電路相結(jié)合，使其擁有更強的抗干擾能力，即使在電網(wǎng)出現(xiàn)波動的情況下仍然能夠穩(wěn)定的工作，精確的檢測出電力線上交流電的過零點。同時，本發(fā)明可以對信號的頻率進行處理，使信號頻率更加穩(wěn)定，本發(fā)明還可以對電壓的相位進行鎖定，極大的提高了本發(fā)明的檢測精度。

如上所述，便可很好的實現(xiàn)本發(fā)明。