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      晶閘管的交流信號過零時序精密檢測裝置的制作方法

      文檔序號:1164609閱讀:226來源:國知局
      專利名稱:晶閘管的交流信號過零時序精密檢測裝置的制作方法
      技術領域
      本實用新型涉及晶閘管觸發(fā)電路的交流信號過零時序檢測裝置,特別是與一種用
      在磁療儀器上的晶閘管的交流信號過零時序精密檢測裝置有關。
      背景技術
      電力行業(yè)研究表明,交流電網(wǎng)上的各種電器設備通/斷電時會產(chǎn)生電磁干擾,并
      傳遞到電網(wǎng)上形成各種頻率、不同振幅的諧波或雜波,現(xiàn)在,大量電器設備中控制部分需要
      采用晶閘管器件,而晶閘管的調(diào)壓是相對于交流信號中的過零信號,如果不能排除雜波的
      干擾,晶閘管可能因雜波的過零信號而誤觸發(fā),影響到設備的正常工作,需要設計相關的電
      路裝置來檢測交流過零信號,把晶閘管觸發(fā)所需要的過零信號檢測出來,相應排除了雜波
      的干擾,因此過零信號檢測精度關系到晶閘管的控制精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 特別是磁療儀器需要晶閘管精確觸發(fā),如圖4所示,磁療儀器中的磁場是由電流
      產(chǎn)生的,將晶閘管接入交流電路中(在本設計中使用全波整流,且具有反向并聯(lián)的兩組晶
      閘管,一組為晶閘管Dl和D2,另一組為晶閘管D3和D4),調(diào)整晶閘管的導通角和在對應周
      期選擇導通就可以改變磁場線圈中的電流大小和方向,從而改變磁場的大小和方向,達到
      治療人的疾病。然而現(xiàn)實情況是磁療儀器在電網(wǎng)雜波干擾下,現(xiàn)有的過零檢測裝置往往不
      能準確檢測正確的過零信號,導致磁療儀器的晶閘管經(jīng)常出現(xiàn)一些誤觸發(fā),最后導致相應
      周期短路、磁場大小波動和方向的改變等,達不到理想的治療效果。因此需要對流經(jīng)磁療儀
      器晶閘管的交流信號過零時序檢測顯得極其重要,檢測精度關系到磁療儀器精度和整個系
      統(tǒng)的穩(wěn)定性。 目前常見晶閘管的交流信號過零時序檢測裝置的都是采用同步變壓器或者光電
      隔離電路得到隔離的交流信號,經(jīng)過低通濾波電路和比較電路得到過零信號。這些濾波電
      路對和信號頻率接近的干擾沒有抑制能力,即使再使用高通濾波電路,由于無功器件的延
      時,不但不能有效增強接近頻率的抑制能力,更是增加額外的延時,增加了誤差。 鑒于此,本發(fā)明人研制出一種交流信號過零時序精密檢測裝置,本案由此產(chǎn)生。

      實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種晶閘管的交流信號過零時序精密檢測裝置,與單 片機結(jié)合,結(jié)構簡單,精度高。 為了達到上述目的,本實用新型的解決方案為 晶閘管的交流信號過零時序精密檢測裝置,包括變壓器、低通濾波器、限幅器、比 較器和單片機;變壓器作為本裝置的入口 ,輸入端連接高壓交流信號,輸出端連接低通濾 波器的輸入端;低通濾波器連接限幅器;低通濾波器的輸出端連接在比較器的差分輸入端 口 ;比較器的輸出端與單片機內(nèi)部寄存器相連。 所述的比較器集成在單片機內(nèi)部。 所述的單片機具有復位電路。
      3[0011] 采用上述方案后,用單片機來控制過零時序脈沖的產(chǎn)生,單片機工作穩(wěn)定性好,精 確度高,適合在高要求的環(huán)境下工作,使得交流信號過零時序精密檢測的抗干擾能力強。另 外,單片機的過零信號進行三次采樣,只有三次電平相同時才發(fā)生中斷,可以更好的防止干 擾和誤觸發(fā)。

      圖1是本實用新型較佳實施例的電路圖; 圖2是本實用新型較佳實施例的功能模塊圖; 圖3是本實用新型中斷程序的流程圖; 圖4是磁療儀器的全波整流示意圖。
      具體實施方式結(jié)合圖1和圖2,本實用新型包括變壓器1、低通濾波器2、限幅器3和單片機4。本 實施例中的比較器集成在單片機4的內(nèi)部,單片機4的端口 PD6和端口 PD7即為比較器的 差分輸入端口。 當然,比較器也可以不集成于單片機4內(nèi)部,此類設計都在本實用新型的保護范疇。 變壓器1主要起到信號隔離的作用,將變壓線圈Tl初級線圈高壓交流信號,轉(zhuǎn)變 為次級線圈上的同頻同相的低壓交流信號。這里,也可以使用光電隔離器代替變壓器T1,此 類設計也在實用新型的保護范疇。 低通濾波器2由電阻R1、R2和電容C3組成,參見圖1。電阻R1、R2的一端分別連 接變壓器1次級線圈的兩個端頭,電阻R1、R2的另一端跨接電容C3。信號從變壓器1輸出 后,經(jīng)低通濾波器2濾除高頻干擾。 限幅器3由兩個二極管Dl和D3并聯(lián)在電容C3上,且二極管Dl和D3連接極性相 反。這樣信號經(jīng)過限幅器3,信號的正負極電壓分別受到二極管Dl和D3的限制,使得到的 輸出信號限制在士0.7V以內(nèi)。之所以要選擇士0.7V以內(nèi),是受到集成在單片機4內(nèi)的比 較器5的輸入電壓范圍的限制。 單片機4主要包括芯片IC1和外圍電路。外圍電路包括晶振Yl和電容C3、 C4構 成的晶振電路6,以及二極管D2、電阻R3和電容Cl構成的復位電路7。 限幅器3的輸出信號送入單片機4比較器的差分輸入端口,端口 PD6和端口 PD7, 信號經(jīng)過比較器比較,得到過零信號。此過零信號作為單片機4內(nèi)部定時器的外部中斷輸 入信號。為了防止干擾和誤觸發(fā),單片機4對單片機的過零信號進行三次采樣,只有三次電 平相同時才發(fā)生中斷并啟動中斷程序,進行軟件濾波。參見圖3的中斷程序流程圖。 當本實用新型工作時,考慮到單片機的實際計算能力,本實施例中軟件濾波采取 了簡單實用的相關度算法,下面結(jié)合圖3做詳細闡述。 首先預置計算相關度的中斷事件為IO次,每次中斷事件儲存在一個二維數(shù)組 a[m] [n]中。二維數(shù)組a[m]中儲存中斷事件的時間,二維數(shù)組a[m] [1]中儲中斷事件的 相關度,m代表發(fā)生中斷事件的時間先后順序。 每次中斷發(fā)生后數(shù)據(jù)移位規(guī)則為,舍棄a[9][n],然后將a[8][n]對應數(shù)據(jù)移入a[9] [n],a[7] [n]對應數(shù)據(jù)移入a[6] [n]等等,最后將本次中斷的數(shù)據(jù)移入a[O] [n]中,即 本次中斷時間移入a[O]中,本次中斷相關度a[O][l]計算前預置為0。 本次中斷的數(shù)據(jù),結(jié)合已知頻率,推算出之前9次中斷應該發(fā)生的合理時間,對應 儲存在b[0],b[l],b[2]…b[8]中。 接著將a[k]與b[h]進行依次做比較,假如相同,則相關度a[k]+= 1 ;假如 不同,則判斷(h+= 1) >9的情況。當(h+= 1) 〉9成立,則跳過a[k][0]+二 l,當(h+ =1) 〉9不成立,則返回再a[k][0]與b[h]進行依次做比較。 然后再判斷k是否大于9,大于9則說明相關度計算完畢,結(jié)束中斷程序,返回。小 于等于9則說明相關度計算未完,再將a[k]與b[h]進行比較。 最后查找a[m] [1]中的相關度最大值對應的m值,用該次對應的中斷事件的時間 作為本次脈沖輸出時刻,得到一個過零時序脈沖。此后依次循環(huán)往復。 當然,本實施例中為了相關度的算的更加精確,預置的中斷事件還可設為更大的 數(shù)值,不局限于10次。 本實用新型不但能得到精確的過零時序脈沖,防止磁療儀器的晶閘管經(jīng)常出現(xiàn)的 一些誤觸發(fā),還能提高磁療儀器的精度和整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性,使得磁療儀器達到理想的治 療效果。
      權利要求晶閘管的交流信號過零時序精密檢測裝置,其特征在于包括變壓器、低通濾波器、限幅器、比較器和單片機;變壓器作為本裝置的入口,輸入端連接高壓交流信號,輸出端連接低通濾波器的輸入端;低通濾波器連接限幅器;低通濾波器的輸出端連接在比較器的差分輸入端口;比較器的輸出端與單片機內(nèi)部寄存器相連。
      2. 如權利要求1所述交流信號過零時序精密檢測的裝置,其特征在于所述的比較器 集成在單片機內(nèi)部。
      3. 如權利要求1所述交流信號過零時序精密檢測的裝置,其特征在于所述的單片機 具有復位電路。
      專利摘要本實用新型主要公開了一種晶閘管的交流信號過零時序精密檢測裝置,包括變壓器、低通濾波器、限幅器、比較器和單片機。變壓器作為本裝置的入口,輸入端連接高壓交流信號,輸出端連接低通濾波器的輸入端。低通濾波器連接限幅器。低通濾波器的輸出端連接在比較器的差分輸入端口。比較器的輸出端與單片機內(nèi)部寄存器相連。本實用新型與單片機結(jié)合能在惡劣的噪聲環(huán)境下,準確提取并復現(xiàn)信號的過零時序,結(jié)構簡單,精度高。
      文檔編號A61N2/04GK201489048SQ20092013951
      公開日2010年5月26日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權日2009年7月10日
      發(fā)明者陳子全, 魯澤 申請人:戴維遜磁療技術(廈門)有限公司
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