有源电力滤波器中的谐波检测电路设计
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2．4 过零信号与电网信号相位差的解决方法
在示波器上将过零信号与正弦信号拉伸之后发现，过零信号超前正弦信号200 μs。对过零信号进行了硬件补偿。如图9所示，时间常数τ=RC，且τ要满足τ≥200μs的条件。在图中CA3140是一个电压比较器，调节R的阻值就可以调节CA3140输出信号的高电平宽度，然后与输入信号进入与门74LS08，得到输出信号，此输出信号不再具有占空比50％的特点，但这不妨碍过零信号的准确性，因为DSP的CAP4只是捕获其上升沿，将过零方波的上升沿推迟200μ也就达到了过零信号与正弦信号同步的目的。
2．5 锁相倍频电路
锁相倍频电路采用了锁相环芯片(Phase Locked Loop，PLL)74HC4046、累加计数器CD4040和低通滤波器组成，其电路连接图如图10所示。A相电压信号过零信号检测电路后得到与A相电压同步的50 Hz方波，此方渡作为锁相倍频电路的输入信号进入锁相环芯片74HCA046的14号引脚，4号引脚是74HC4046内部压控振荡器的输出端，其输出信号进入二进制计数器CD4040的10号引脚，进行256倍倍频，其倍频信号从二进制计数器CD4040的13号引脚输出又进入74HCA046的3号引脚，即比较信号输入端，74HCA046内部的相位比较器对两个信号进行相位比较后，从相位比较器的输出端13号引脚输入。经过由R1、R2和C组成的低通滤波器，将高频噪声滤除后，再进入74HC4046的内部压控振荡器，作为其控制信号，从上述过程可以看到这是一个闭环控制系统，经过不断的调节，使输出信号频率为输入信号频率的256倍，并且使输入信号与比较信号的频差为0。
锁相倍频电路能否迅速稳定并准确倍频出12．8 kHz方波，是整个检测模块乃至整个有源电力滤波器在开机后能否在最短时间开始工作的关键，所以，为了研究锁相倍频电路的暂态特性，画出锁相倍频电路这个闭环控制系统的原理框图，如图11所示。
3 系统软件设计
本检测模块的软件主要包括主程序、A／D采样子程序、谐波电流指令计算子程序、铁存储器数据读写子程序等三部分组成。其中前两项是运行在DSP TMS320F2812上的程序，最后一项是运行在单片机C8051F330上的程序。
3．1 主程序设计
在系统上电之后，首先进行系统的初始化，按默认值设置系统时钟、各外设时钟、I2C通信速度，还要开启相关外设，如PWM输出、定时器，以及相关外设的中断，如捕获中断、I2C通信中断、定时器中断等等，系统初始化完成之后，通过查询一个标志位判断是否读取铁电存储器当中的数据。铁电存储器存储的数据主要是一个电网周期内256个点所对应的正弦值和余弦值，以及各个外设的设定选项，待将铁电存储器中的数据读取到内存中开辟的单元后，按照这些外设设定选项重新去设定各个外设，设定完成之后，通过一个标志位再次判断是否读取铁电存储器中的数据，之后会进到一个循环当中，不断查询是否要进行谐波电流计算，谐波电流计算完成之后，再判断是否发出相应的PWM波，并按照相应的标志位做出相应的动作，同时这个循环也是一个等待捕获中断的过程，待有捕获中断发生后就会启动外部A／D转换芯片进行采样，并将相关数据传送回DSP中，并置谐波电流计算标志位。
3．2 A／D采样子程序
在DSP TMS320F2812的CAP5捕获到由锁相倍频电路发出的12．8 kHz方波的上升沿后，GPIOB11就会发出一个低电平信号的片选信号给AD7656的CS端，之后GPIOB10就会发出一个高电平信号来启动 AD7656对6路模拟信号同时进行采样，GPIOB1O与AD7656的CONVSTA、CONVSTB和CONVSTC相连，这样就可以同时启动 AD7656同时对6路模拟信号采样。
本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/179970.htm
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