直流功率采樣系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測試領(lǐng)域，具體而言，涉及一種直流功率采樣系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電池廠家在對成組電池進行測試的時候，需要對它們串聯(lián)的模塊進行放電總電壓、放電總電流、放電功率、放電安時和放電瓦時的計量，從而作為對電池整體性能和使用狀況評估的依據(jù)。另一方面，作為電池的充電設(shè)備也需要測量充電總電壓、充電總電流、充電功率、充電安時和充電瓦時的參數(shù)，作為充電控制策略的反饋量或者工控機以及上位機顯示的內(nèi)容。
[0003]目前成組電池測試設(shè)備在測量總電壓和總電流時不同步，造成測量數(shù)據(jù)不一致，從而根據(jù)電壓和電流計算功率和瓦時的數(shù)據(jù)無法真實反應(yīng)成組電池的實際狀態(tài)。另一方面，由于成組電池串聯(lián)的數(shù)量變化范圍很大，造成需要成組電池的總電壓波動范圍寬，而現(xiàn)有測試設(shè)備在寬電壓范圍內(nèi)很難達到全量程范圍內(nèi)高精度，甚至不能測量寬電壓范圍。此夕卜，由于涉及到高壓、大電流的場合都要進行隔離設(shè)計，常規(guī)的采樣電路和控制電路的電氣隔離設(shè)計復(fù)雜，環(huán)節(jié)眾多，影響了測量的線性度，破壞了既有AD芯片的測量精度。
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中進行成組電池測量時采集電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)不同步的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于提供一種直流功率采樣系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中進行成組電池測量時采集電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)不同步的問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種直流功率采樣系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的直流功率采樣系統(tǒng)包括:第一光隔離開關(guān)，設(shè)置在電壓采集電路中，用于在開啟時接通所述電壓采集電路；第二光隔離開關(guān)，設(shè)置在電流采集電路中，用于在開啟時接通所述電流采集電路；數(shù)字信號處理器，用于控制所述第一光隔離開關(guān)和所述第二光隔離開關(guān)同步開啟；以及現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，與所述數(shù)字信號處理器相連接，與所述第一光隔離開關(guān)和所述第二光隔離開關(guān)均連接，用于在所述第一光隔離開關(guān)和所述第二光隔離開關(guān)均開啟時同時接通所述電壓采集電路和所述電流采集電路，使所述電壓采集電路采集電壓數(shù)據(jù)，并使所述電流采集電路采集電流數(shù)據(jù)。
[0007]進一步地，所述數(shù)字信號處理器還用于獲取所述電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)的乘積作為采樣功率。
[0008]進一步地，所述數(shù)字信號處理器還用于根據(jù)所述采樣功率在取預(yù)定時間段內(nèi)對電壓進行積分，得到安時，或者，根據(jù)所述采樣功率在預(yù)定時間段內(nèi)對電流進行積分計算，得到瓦時。
[0009]進一步地，所述直流功率采樣系統(tǒng)還包括:存儲單元，與所述數(shù)字信號處理器處理器相連接，用于存儲采集的所述電壓數(shù)據(jù)、所述電流數(shù)據(jù)、所述采樣功率以及所述安時和所述瓦時。
[0010]進一步地，所述電壓采集電路包括分壓電阻控制器，所述分壓電阻控制器與所述第一光隔離開關(guān)相連接，用于在所述第一光隔離開關(guān)開啟時，實現(xiàn)對電壓采集電路的分檔切換；以及所述電流采集電路包括差分運放控制器，所述差分運放控制器與所述第二光隔離開關(guān)相連接，用于在所述第二光隔離開關(guān)開啟時，實現(xiàn)對電流采集電路的分檔切換。
[0011]進一步地，所述電壓采集電路還包括第一調(diào)制器，所述第一調(diào)制器連接在所述分壓電阻控制器和所述現(xiàn)場可編程門陣列之間，用于在所述第一光隔離開關(guān)開啟時采集電壓數(shù)據(jù)；以及所述電流采集電路還包括第二調(diào)制器，所述第二調(diào)制器連接在所述差分運放控制器和所述現(xiàn)場可編程門陣列之間，用于在所述第二光隔離開關(guān)開啟時采集電流數(shù)據(jù)。
[0012]進一步地，所述直流功率采樣系統(tǒng)還包括:隔離型can通道，與所述數(shù)字信號處理器處理器相連接，用于將采集的所述電壓數(shù)據(jù)和/或所述電流數(shù)據(jù)發(fā)送給總線。
[0013]進一步地，所述直流功率采樣系統(tǒng)還包括:復(fù)位按鈕，與所述數(shù)字信號處理器處理器相連接，用于在所述系統(tǒng)工作異常時進行復(fù)位。
[0014]進一步地，所述直流功率采樣系統(tǒng)還包括:數(shù)字濾波器，集成在所述現(xiàn)場可編程門陣列中，用于對采集的電壓數(shù)據(jù)和/或電流數(shù)據(jù)進行濾波。
[0015]進一步地，所述數(shù)字濾波器還用于將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0016]通過本發(fā)明，采用第一光隔離開關(guān)，設(shè)置在電壓采集電路中，用于在開啟時接通電壓采集電路；第二光隔離開關(guān)，設(shè)置在電流采集電路中，用于在開啟時接通電流采集電路；數(shù)字信號處理器，用于控制第一光隔離開關(guān)和第二光隔離開關(guān)同步開啟；以及現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，與數(shù)字信號處理器相連接，與第一光隔離開關(guān)和第二光隔離開關(guān)均連接，用于在第一光隔離開關(guān)和第二光隔離開關(guān)均開啟時同時接通電壓采集電路和電流采集電路，使電壓采集電路采集電壓數(shù)據(jù)，并使電流采集電路采集電流數(shù)據(jù)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中進行成組電池測量時采集電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)不同步的問題，進而達到了同步采集電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)的效果。
【附圖說明】
[0017]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的直流功率采樣系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0020]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021]需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
[0022]本發(fā)明實施例提供了一種直流功率采樣系統(tǒng)。
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的直流功率采樣系統(tǒng)的示意圖。以下結(jié)合圖1對本發(fā)明實施例的直流功率采樣系統(tǒng)進行說明。
[0024]第一光隔離開關(guān)10設(shè)置在電壓采集電路中，用于在開啟時接通電壓采集電路。
[0025]第二光隔離開關(guān)20，設(shè)置在電流采集電路中，用于在開啟時接通電流采集電路。
[0026]數(shù)字信號處理器30用于控制第一光隔離開關(guān)和第二光隔離開關(guān)同步開啟。
[0027]現(xiàn)場可編程門陣列40與數(shù)字信號處理器相連接，與第一光隔離開關(guān)和第二光隔離開關(guān)均連接，用于在第一光隔離開關(guān)和第二光隔離開關(guān)均開啟時同時接通電壓采集電路和電流采集電路，使電壓采集電路采集電壓數(shù)據(jù)，并使電流采集電路采集電流數(shù)據(jù)。
[0028]數(shù)字信號處理器30與現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)40相連接，能夠控制第一光隔離開關(guān)10和第二光隔離開關(guān)20的開啟或者關(guān)閉。當(dāng)?shù)谝还飧綦x開關(guān)10開啟時，電壓采集電路接通，可以進行電壓采集，當(dāng)?shù)诙飧綦x開關(guān)20開啟時，電流采集電路接通，可以進行電流采集。通過控制第一光隔離開關(guān)10和第二光隔離開關(guān)20的同步開啟，使得電流采集電路和電壓采集電路同步進行采集，此時，可以通過現(xiàn)場可編程門陣列40控制電壓采集電路采集電壓數(shù)據(jù)，并且同步控制電流采集電路采集電流數(shù)據(jù)。
[0029]通過數(shù)字信號處理器控制第一光隔離開關(guān)和第二光隔離開關(guān)的同步開啟，電壓采集電路采集電壓數(shù)據(jù)，并且控制電流采集電路采集電流數(shù)據(jù)。由于數(shù)字信號處理器能夠控制兩個光隔離開關(guān)同時開啟，則現(xiàn)場可編程門陣列可以同時驅(qū)動電壓采集電路和電流采集分別采集電流數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中進行成組電池測量時采集電壓和電流的數(shù)據(jù)不同步的問題，進而達到了同步采集電壓和電流數(shù)據(jù)的效果。
[0030]優(yōu)選地，數(shù)字信號處理器還用于獲取電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)的乘積作為采樣功率。
[0031]數(shù)字信號處理器與FPGA相連接，可以通過并口控制總線從FPGA中獲取采集到的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)，數(shù)字信號處理器將采集到的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)進行乘積運算，得到采樣功率。
[0032]優(yōu)選地，數(shù)字信號處理器還用于根據(jù)采樣功率在取預(yù)定時間段內(nèi)對電壓進行積分，得到安時，或者，根據(jù)采樣功率在預(yù)定時間段內(nèi)對電流進行積分計算，得到瓦時。
[0033]數(shù)字信號處理器還可以將計算得到的采樣功率計算預(yù)定時間段內(nèi)的安時或者瓦時。在預(yù)定時間段內(nèi)對電壓進行積分，得到安時，在預(yù)定時間內(nèi)對電流進行積分，得到瓦時。
[0034]優(yōu)選地，直流功率采樣系統(tǒng)還包括:存儲單元，與數(shù)字信號處理器處理器相連接，用于存儲采集的電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)、采樣功率以及安時和瓦時。
[0035]直流功率采樣系統(tǒng)還包括存儲單元50，存儲單元可以是EEPR0M，存儲單元能夠存儲采集的電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)，還能夠存儲由數(shù)字信號處理器30計算的采樣功率和安時、瓦時等數(shù)據(jù)