專利名稱：有源濾波電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種有源濾波電路，具體的說(shuō)，涉及一種利用小波分析理 論消除電力諧波的有源濾波電路。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的LC無(wú)源濾波器越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用和電力系統(tǒng)的要求， 1976年Gyugyi最早提出有源電力濾波器(APF)。
電力系統(tǒng)中低頻信號(hào)的特點(diǎn)是在大的時(shí)間范圍內(nèi)幅值變化偏于緩慢，對(duì)時(shí) 頻窗的要求是時(shí)窗寬寬頻窗窄；高頻信號(hào)的特點(diǎn)是在較小的時(shí)間范圍內(nèi)幅值變 化迅速，對(duì)時(shí)窗的要求是時(shí)窗窄頻窗寬。國(guó)內(nèi)目前開發(fā)的有源濾波器大都采用 頻域?yàn)V波技術(shù)，在進(jìn)行高/帶/低通濾波時(shí)，傅立葉變換有源濾波電路首先要取 一時(shí)段的時(shí)窗，然后對(duì)諧波進(jìn)行采樣，分析出時(shí)窗函數(shù)，再進(jìn)行處理，由于時(shí) 窗的延時(shí)，導(dǎo)致消除諧波的動(dòng)作出現(xiàn)了時(shí)間滯后，但是在不同時(shí)段內(nèi)的諧波不 完全相同，所以在消除諧波的過(guò)程中又產(chǎn)生了新的諧波，而且濾波電路產(chǎn)生的 抵抗諧波能量的電流與原諧波電流具有鏡像相位函數(shù)相位差，因此，基于傅立葉 變換理論的有源濾波電路對(duì)固定頻率的諧波其效果比較明顯，但是對(duì)變化頻率 的諧波其效果不明顯、跟蹤速度慢，當(dāng)采用較高階的濾波器時(shí)，雖可較好地濾 除干擾信號(hào)，但同時(shí)也會(huì)引起較大的相位差，而低階濾波器則難以完全清除干 擾信息。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)以上缺陷，提供一種消除諧波效果 明顯、跟蹤速度快的有源濾波電路。
為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案有源濾波電路，其特 征在于所述有源濾波電路包括電連接的采樣電路、小波分析處理單元、DSP控
制單元、驅(qū)動(dòng)電路、IGBT組、耦合模塊、整流電路、儲(chǔ)能電路。 采樣電路，用以從非線性負(fù)載側(cè)采集電網(wǎng)的電流和電壓信號(hào)； 小波分析處理單元，用以利用小波分析理論對(duì)電網(wǎng)中的諧波信號(hào)進(jìn)行分析、
處理，產(chǎn)生消除諧波的控制信號(hào)；
DSP控制單元，用以將采樣電路采集的電流信號(hào)輸送至小波分析處理單元，
將小波分析處理單元的控制信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)電路；
驅(qū)動(dòng)電路，用以接收DSP控制單元的信號(hào)并驅(qū)動(dòng)IGBT組工作；
IGBT組，用以接收驅(qū)動(dòng)電路輸送的控制信號(hào)，產(chǎn)生消除電網(wǎng)諧波的抵抗諧
波；
儲(chǔ)能電路，為IGBT組的抵抗諧波提供能量；
耦合模塊，包括輸入耦合模塊和輸出耦合模塊，輸入耦合模塊用以將電網(wǎng) 電源耦合到整流電路，輸出耦合模塊用以將消除電網(wǎng)諧波的抵抗諧波耦合到電
網(wǎng)；
整流電路，為儲(chǔ)能電路提供電源。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)化方案，所述小波分析處理單元包括電連接的單片
機(jī)、移位/保持寄存器、八D鎖存器，所述單片機(jī)的l腳、2腳、32 39腳依次與 八D鎖存器的1腳、ll腳、9 2腳連接，其3腳 7腳、13腳、16腳依次與移位/ 保持寄存器的2腳 5腳、l腳、7腳、6腳連接，9腳連接有復(fù)位電路，所述移位 /保持寄存器的19腳 21腳并聯(lián)后經(jīng)電阻與8腳 13腳、23腳并聯(lián)再接地。
復(fù)位電路的一種具體方案，所述復(fù)位電路包括第三電容、第二電阻、第三 電阻、按鈕開關(guān)，第三電容和第三電阻串連，第三電容的另一端連接電源，第 三電阻的另一端接地，按鈕開關(guān)和第二電阻串聯(lián)后與第三電容并聯(lián)，所述單片 機(jī)的9腳連接電容和龜阻的接點(diǎn)。
有益效果本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)采用小波處理單元 可以同時(shí)精確給出不同頻段的時(shí)域頻域曲線，而且各自幅度可以相對(duì)獨(dú)立，可 以非常清晰地得到各自頻段的時(shí)域和頻域曲線，濾波速度快，響應(yīng)更快。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明

附圖1是本實(shí)用新型實(shí)施方式中有源濾波電路的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2是本實(shí)用新型實(shí)施方式中耦合模塊、整流電路、儲(chǔ)能電路、IGBT組 的結(jié)構(gòu)示意附圖3足本實(shí)用新型實(shí)施方式中小波分析處理單元的電路圖。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例，如圖1所示，有源濾波電路，包括電連接的采樣電路、小波分析 處理單元、DSP控制單元、驅(qū)動(dòng)電路、IGBT組、耦合模塊、整流電路、儲(chǔ)能電 路，
采樣電路，用以從非線性負(fù)載側(cè)采集電網(wǎng)的電流和電壓信號(hào)； 小波分析處理單元，用以利用小波分析理論對(duì)電網(wǎng)中的諧波信號(hào)進(jìn)行分析、
處理，產(chǎn)生消除諧波的控制信號(hào)；
DSP控制單元，用以將采樣電路采集的電流信號(hào)輸送至小波分析處理單元，
將小波分析處理單元的控制信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)電路；
驅(qū)動(dòng)電路，用以接收DSP控制單元的信號(hào)并驅(qū)動(dòng)IGBT組工作；
IGBT組，用以接收驅(qū)動(dòng)電路輸送的控制信號(hào)，產(chǎn)生消除電網(wǎng)諧波的抵抗諧
波；
儲(chǔ)能電路，為IGBT組的抵抗諧波提供能量；
耦合模塊，包括輸入耦合模塊和輸出耦合模塊，輸入耦合模塊用以將電網(wǎng)
電源耦合到整流電路，輸出耦合模塊用以將消除電網(wǎng)諧波的抵抗諧波耦合到電 網(wǎng)；
整流電路，為儲(chǔ)能電路提供電源。
如圖2所示，輸入耦合模塊包括連接在電網(wǎng)上的電容C4、電容C5、電容C6， 整流電路包括二極管D1、 二極管D2、 二極管D3、 二極管D4.、 二極管D5、 二極 管D6， 二極管D1與二極管D4串聯(lián)，二極管D2與二極管D5串聯(lián)，二極管D3與 二極管D6串聯(lián)，二極管D1、 二極管D2、 二極管D3的陽(yáng)極連接，二極管D4、 二 極管D5、 一極管D6的陰極連接，電容C6連接二極管D1、 二極管D2的接點(diǎn)， 電容C5連接二極管D2、 二極管D5的接點(diǎn)，電容C4連接二極管D3、 二極管D6 的接點(diǎn)，儲(chǔ)能電路包括電容C7、電容C8、電阻R4、電阻R5，電容C7和電容C8
巾聯(lián)在二極管D3的陽(yáng)極和二極管D6的陰極之間，電阻R4和電阻R5串聯(lián)在二 極管D3的陽(yáng)極和二極管D6的陰極之間，IGBT組包括IGBT1、 IGBT2、 IGBT3、 IGBT4、 IGBT5、 IGBT6， IGBT1與IGBT4串聯(lián)，IGBT2與IGBT5串聯(lián)，IGBT3與 IGBT6串聯(lián)，輸出耦合模塊包括與電網(wǎng)連接的電容C9、電容CIO、電容Cll，電 容C9連接IGBT1與IGBT4的接點(diǎn)，電容C10連接IGBT2與IGBT5的接點(diǎn)，電容 Cll連接IGBT3與IGBT6的接點(diǎn)。
如圖3所示，小波分析處理單元包括型號(hào)為AT89C55WD的單片機(jī)IC1、型號(hào) 為20V8的移位/保持寄存器IC2和型號(hào)為74ALS573的八D鎖存器IC3，單片機(jī) IC1的1腳、2腳、32 39腳依次與八D鎖存器IC3的1腳、11腳、9 2腳連 接，其3腳 7腳、13腳、16腳依次與移位/保持寄存器IC2的2腳 5腳、1 腳、7腳、6腳連接，9腳連接有復(fù)位電路，移位/保持寄存器IC2的19腳 21 腳并聯(lián)后經(jīng)電阻Rl與8腳 13腳、23腳并聯(lián)后接地，復(fù)位電路包括第三電容 C3、第二電阻R2、第三電阻R3、按鈕開關(guān)S1，第三電容C3和第三電阻R3串連， 第三電容C3的另一端連接電源VCC，第三電阻R3的另一端接地，按鈕開關(guān)Sl 和第二電阻R2串聯(lián)后與第三電容C3并聯(lián)，單片機(jī)IC1的9腳連接電容C3和電 阻R3的接點(diǎn)。
采樣電路采樣得到的電流和電壓信號(hào)經(jīng)DSP控制單元送到小波分析處理單 元，小波分析處理單元利用小波分析理論，進(jìn)行分析、處理，分解出電網(wǎng)中的 諧波并產(chǎn)生消除諧波的控制信號(hào)，控制信號(hào)輸出至DSP控制單元，DSP控制單元 產(chǎn)生P麗脈沖控制信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)IGBT組的可控硅，利用 可控硅的的導(dǎo)通產(chǎn)生消除電網(wǎng)諧波的抵抗諧波，輸出至電網(wǎng)。
權(quán)利要求1、有源濾波電路，其特征在于所述有源濾波電路包括電連接的采樣電路、小波分析處理單元、DSP控制單元、驅(qū)動(dòng)電路、IGBT組、耦合模塊、整流電路、儲(chǔ)能電路，其中采樣電路，用以從非線性負(fù)載側(cè)采集電網(wǎng)的電流和電壓信號(hào)；小波分析處理單元，用以利用小波分析理論對(duì)電網(wǎng)中的諧波信號(hào)進(jìn)行分析、處理，產(chǎn)生消除諧波的控制信號(hào)；DSP控制單元，用以將采樣電路采集的電流信號(hào)輸送至小波分析處理單元，將小波分析處理單元的控制信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)電路；驅(qū)動(dòng)電路，用以接收DSP控制單元的信號(hào)并驅(qū)動(dòng)IGBT組工作；IGBT組，用以接收驅(qū)動(dòng)電路輸送的控制信號(hào)，產(chǎn)生消除電網(wǎng)諧波的抵抗諧波；儲(chǔ)能電路，為IGBT組的抵抗諧波提供能量；耦合模塊，包括輸入耦合模塊和輸出耦合模塊，輸入耦合模塊用以將電網(wǎng)電源耦合到整流電路，輸出耦合模塊用以將消除電網(wǎng)諧波的抵抗諧波耦合到電網(wǎng)；整流電路，為儲(chǔ)能電路提供電源。
2、 如權(quán)利要求l所述的有源濾波電路，其特征在于所述小波分析處理單 元包括電連接的單片機(jī)(IC1)、移位/保持寄存器(IC2)、八D鎖存器(IC3)， 所述單片機(jī)(IC1)的1腳、2腳、32 39腳依次與八D鎖存器(IC3)的1腳、 11腳、9 2腳連接，其3腳 7腳、13腳、16腳依次與移位/保持寄存器(IC2) 的2腳 5腳、l腳、7腳、6腳連接，9腳連接有復(fù)位電路，所述移位/保持寄 存器(IC2)的19腳 21腳并聯(lián)后經(jīng)電阻(Rl)與8腳 13腳、23腳并聯(lián)再接 地。
3、 如權(quán)利要求2所述的有源濾波電路，其特征在于所述復(fù)位電路包括第 三電容(C3)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、按鈕開關(guān)(Sl)，第三電容(C3) 和第三電阻(R3)串連，第三電容(C3)的另一端連接電源(VCC)，第三電阻 (R3)的另一端接地，按鈕開關(guān)(Sl)和第二電阻(R2)串聯(lián)后與第三電容(C3) 并聯(lián)，所述單片機(jī)(IC1)的9腳連接電容(C3)和電阻(R3)的接點(diǎn)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種有源濾波電路，包括電連接的采樣電路、中央處理單元、DSP控制單元、驅(qū)動(dòng)電路、IGBT組、耦合模塊、整流電路、儲(chǔ)能電路，采用小波處理單元可以同時(shí)精確給出不同頻段的時(shí)域頻域曲線，而且各自幅度可以相對(duì)獨(dú)立，可以非常清晰地得到各自頻段的時(shí)域和頻域曲線，濾波速度快，響應(yīng)更快。
文檔編號(hào)H02J3/01GK201204454SQ20082001975
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月14日
發(fā)明者莊利昌, 陳家欣 申請(qǐng)人:陳家欣