交流電壓峰值檢測(cè)電路相位滯后補(bǔ)償方法探究

峰值檢測(cè)電路(PKD，Peak Detector)的作用是對(duì)輸入信號(hào)的峰值進(jìn)行提取，產(chǎn)生輸出Vo = Vpeak，為了實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)，電路輸出值會(huì)一直保持，直到一個(gè)新的更大的峰值出現(xiàn)或電路復(fù)位。

峰值檢測(cè)電路在AGC(自動(dòng)增益控制)電路和傳感器最值求取電路中廣泛應(yīng)用，自己平時(shí)一般作為程控增益放大器倍數(shù)選擇的判斷依據(jù)。有的同學(xué)喜歡用AD637等有效值芯片作為程控增益放大器的判據(jù)，主要是因?yàn)榧傻姆奖?，但個(gè)人認(rèn)為是不合理的，因?yàn)橛行е岛托盘?hào)的正負(fù)峰值并沒(méi)有必然聯(lián)系;其次，實(shí)際應(yīng)用中這類(lèi)芯片太貴了。當(dāng)然，像電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是可以的，因?yàn)闇y(cè)試信號(hào)總是正弦波，方波等。

我們知道，穩(wěn)定的直流電壓只有一個(gè)屬性，那就是電壓的大小。對(duì)比起來(lái)，交流電源則具有頻率、峰值電壓、有效值電壓的屬性。所以在使用到交流電壓時(shí)，我們一般都需要測(cè)量它的頻率，峰值和有效值。這里，我們先介紹一下峰值電壓檢測(cè)電路。

在一個(gè)可靠的電源變換器中，過(guò)壓保護(hù)和欠壓保護(hù)的功能是必須具備的。對(duì)于直流電壓，只需將其通過(guò)電阻分壓后輸入滯回比較器即可實(shí)現(xiàn)這兩種保護(hù)。

相比于直流電，交流電的過(guò)壓、欠壓保護(hù)則相對(duì)復(fù)雜，這需要對(duì)其峰值電壓進(jìn)行檢測(cè)并且在一定時(shí)間內(nèi)保持所檢測(cè)到的峰值電壓大小。對(duì)此，我們能想到的首先是先將進(jìn)行全波整流、然后進(jìn)行分壓、濾波。

從上圖仿電路可以看到，我們的分壓比是1kΩ/(199kΩ+1kΩ) = 0.005，所以檢測(cè)電路輸出的電壓應(yīng)該是200V×0.005 = 1V，但是仿真結(jié)果卻是0.6V左右，如下圖所示。

從仿真結(jié)果可以看到由于輸出電壓Vout滯后于濾波前的電壓Vise，導(dǎo)致Vise到達(dá)峰值時(shí)，濾波電容C1才充電到0.6V，而且這個(gè)電壓與分壓電阻的大小和濾波電容的大小有關(guān)，所以無(wú)法按照分壓比例得到所需的電壓，使得前期設(shè)計(jì)難以精準(zhǔn)計(jì)算。這里只需稍稍修改一下上圖的電路圖可以補(bǔ)償該滯后的相位。

從仿真結(jié)果可以看到，輸出電壓跟前期設(shè)計(jì)分壓計(jì)算的結(jié)果一致。這是如何補(bǔ)償滯后相位的？

審核編輯：黃飛

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