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各种电压电流采样电路设计.pdf

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实用标准文案 常用采样电路设计方案比较 配电网静态同步补偿器（DSTATCOM）系统总体硬件结构框图如图2-1所示。 由图2-1可知DSTATCOM的系统硬件大致可以分成三部分，即主电路部分、控制 电路部分、以及介于主电路和控制电路之间的检测与驱动电路。其中采样电路包 括3路交流电压、6路交流电流、2路直流电压和2路直流电流、电网电压同步信号。 3路交流电压采样电路即采样电网三相电压信号；6路交流电流采样电路分别为电 网侧三相电流和补偿侧三相电流的电流采样信号；2路直流电压和2路直流电流的 采样电路DSTATCOM的桥式换流电路的直流侧电压信号和电流信号；电网电压 同步信号采样电路即电网电压同步信号。 信号调电压电 理流信号 驱动 TMS320电路 LF2407A DSP保护 电路 键盘显示 电路 检测与驱动 控制电路电路主电路 图2-1DSTATCOM系统总体硬件结构框图 1.1常用电网电压同步采样电路及其特点 1.1.1常用电网电压采样电路1 从D-STATCOM的工作原理可知，当逆变器的输出电压矢量与电网电压矢 量幅值大小相等，方向相同时，连接电抗器内没有电流流动，而D-STATCOM 工作在感性或容性状态都可由调节以上两矢量的夹角来进行控制，因此，逆变 器输出的电压矢量的幅值及方向的调节都是以电网电压的幅值和方向作为参考 的，因此，系统电压与电网电压的同步问题就显得尤为重要。 精彩文档 实用标准文案 图2-2同步信号产生电路1 从图2-2所示同步电路由三部分组成，第一部分是由电阻、电容组成的RC滤 波环节，为减小系统与电网的相位误差，该滤波环节的时间常数应远小于系统 的输出频率，即该误差可忽略不计。其中R=1K，C=15pF，则时间常数 54错误！ 未找到引用源。<<lms，因此符合设计要求;第二部分由电压比较器LM311构成， 实现过零比较;第三部分为上拉箝位电路，之后再经过两个非门，以增强驱动能 力，满足TMS320LF2407的输入信号要求[1]。 1.1.2常用电网电压采样电路2 常用电网电压同步信号采样电路2如图2-3所示。ADMC401芯片的脉宽调 制PWM发生器有专门的PWMSYNC引脚，它产生与开关频率同步的脉宽调制 PWM的同步脉冲信号。 图2-3同步信号发生电路2 图2-3中的输入端信号取自a相的检测电压，经过过零检测电路后得到正负两 精彩文档 实用标准文案 个电平，随后进入光电隔离TLP521产生高电平和低电平进入D触发器 MC14538的正的触发使能输入引脚A，当A为高电平时，输出引脚Q输出一个 脉冲，这个脉冲宽度由电阻。和电容决定。当然这里希望脉冲宽度越小越 RlC 好，否则将影响STATCOM的输出电压与其接入点电压的同步。与此同时，可 以通过设置ADMC401的内部寄存器PWMSYNCWT寄存器与信号脉冲相匹配 [2]。 1.1.3常用电网电压采样电路3 电网电压同步电路可以实现精确的过零点检测，并输出高电平，将输出信号 脉冲的上升沿输入捕获单元三即可获得同步信号[3]。图2-4即为一种常见的电网 电压同步信号产生电路。 图2-4同步信号产生电路3 图2-4所示同步电路由三部分组成，第一部分是由电阻、滑线变阻器和电 压比较器LM353组成的缓冲环节。第二部分由电压比较器LM353构成，实现 过零比较。最后一部分为输入DSP系统箝位保护电路[3] 1.1.4常用电网电压采样电路4 常用网电压同步信号产生电路4如图2-5所示: 精彩文档 实用标准文案 图2-5同步信号产生电路4 图2-5所示同步电路由两部分组成，第一部分是由电阻、电容组成的RC滤波 环节，为减小系统与电网的相位误差，该环节主要是滤除电网的毛刺干扰。滤 波电路造成的延时可在程序中补偿。第二部分由电压比较器LM311构成，实现 过零比较，同时设计了一个滞环环节来抑制干扰和信号的震荡[4]。 1.1.5常用电网电压采样电路5 图2-6所示同步电路由三部分组成，第一部分是由电阻、电容组成的RC 滤波环节，为减小系统与电网的相位误差，该滤波环节主要是滤除电网的谐波 干扰。滤波电路造成的延时可在程序中补偿起来。其中凡=1Ω， R341KC341=0.luF; 第二部分由电压比较器LM3ll构成，实现过零比较，同时设计了一个滞环来抑 制干扰和信号的振荡[2]。 图2-6同步信号产生电路5 精彩文档 实用标准文案 1.2常用交流电压采样电路及其特点 1.2.1常用交流电压采样电路1 为了实现对STATCOM的控制，必须要检测三相瞬时电压Ua、Ub和Uc。 如下图2-7为电路一相电压采样