專利名稱：交流電數(shù)據(jù)采樣電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及逆變電源信號采集領(lǐng)域，尤其涉及一種交流電數(shù)據(jù)采樣電路。
背景技術(shù)：
隨著電源技術(shù)的快速發(fā)展，對交流電量采集技術(shù)的要求也越來越高。傳統(tǒng)的交流采樣測控裝置受到了硬件資源及采樣算法的限制，采樣的速度和精度很難達到理想的要求。目前比較常用的采樣處理方法有直接采樣點算法和離散傅立葉變換算法(下簡稱FFT算法)(1)直接采樣點算法該算法對每個周期進行均勻采樣N個點，然后根據(jù)積分和原理計算出各電量參量，如電壓電流有效值U=1T∑n=0N-1u2(n),I=1T∑n=0N-1i2(n).]]>此算法需要進行平方及開方等復雜運算，數(shù)據(jù)處理時間長；采樣的精度受到采樣點個數(shù)的制約，采樣點取的太少，則精度低；采樣點取的太多，雖提高了精度，但是加大了運算量，犧牲了系統(tǒng)控制的實時性。
(2)FFT算法FFT算法的交流采樣需要對電壓和電流同時采樣，以得到他們的相對相位信息。通常在每個交流周期采樣N(取偶數(shù)，方便計算)點，以電壓為例，得到序列u(n)，對u(n)作FFT變換，即U(k)=1N∑n=0N-1u(n)WNkn=1N∑n=0N-1u(n)cos(2kN)kn-j1N∑n=0N-1u(n)sin(2kN)kn]]>FFT算法主要應(yīng)用于浮點型處理器中，而電源行業(yè)專用控制芯片是定點式DSP，不直接支持浮點運算，若采用浮點運算處理，得先進行整數(shù)/浮點轉(zhuǎn)換，這樣不僅消耗了DSP資源，采樣處理的時間需要上百個微秒甚至更長，而且16位的定點式DSP很難達到浮點運算的精度。該算法復雜，運算量大，處理時間較長，使系統(tǒng)控制的響應(yīng)速度較慢。
目前采樣算法存在的不足在于對整個交流周期進行連續(xù)采樣，算法的處理速度太慢，采樣處理相對滯后，達不到實時跟蹤輸出波形的要求，嚴重影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定。

實用新型內(nèi)容本次實用新型的目的在于提供一種快速預測處理的交流電數(shù)據(jù)采樣電路。
為達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種交流電數(shù)據(jù)采集電路包括交流傳感器信號模塊、電平轉(zhuǎn)換電路模塊、數(shù)字信號處理芯片和軟件控制單元，所述交流傳感器信號模塊產(chǎn)生的交流傳感器信號經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路模塊與數(shù)字信號處理芯片的A/D轉(zhuǎn)換端口連接，所述軟件控制單元直接嵌入在數(shù)字信號處理芯片內(nèi)部。
所述數(shù)字信號處理芯片采用TMS320LF2407定點式芯片。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型交流電數(shù)據(jù)采集電路采用了交流信號與數(shù)字信號處理芯片的A/D端口相連接，簡化了硬件電路，數(shù)據(jù)處理算法簡單，處理速度快，精度高，提高了系統(tǒng)的效率，保證了交流電源系統(tǒng)的實時精確控制要求。

圖1是本實用新型交流電數(shù)據(jù)采集電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是軟件控制單元算法部分示意圖；圖3是軟件控制單元產(chǎn)生輸出波形示意圖。
具體實施方式請參閱圖1所示，本實用新型一種交流電數(shù)據(jù)采集電路包括交流傳感器信號模塊、電平轉(zhuǎn)換電路模塊、數(shù)字信號處理芯片和軟件控制單元。所述交流傳感器信號模塊產(chǎn)生的交流傳感器信號經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路模塊與數(shù)字信號處理芯片的A/D轉(zhuǎn)換端口連接，所述軟件控制單元直接嵌入在數(shù)字信號處理芯片內(nèi)部。
交流傳感器信號模塊輸出的交流信號首先經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路模塊轉(zhuǎn)換成0～3.3V數(shù)字信號處理芯片可以處理的信號，然后再送入數(shù)字信號處理芯片的A/D轉(zhuǎn)換單元處理。數(shù)字信號處理芯片采用TMS320LF2407定點式芯片請參閱圖2和圖3所示，軟件控制單元算法如下首先對交流電壓、電流信號每周期連續(xù)采集k個點，計算每個采樣點的值，把采樣點的值與該點設(shè)定的標準值進行比較，得到其倍數(shù)關(guān)系，濾掉倍數(shù)關(guān)系明顯存在較大差異的點，在本實施方式中，定義倍數(shù)關(guān)系大于2的點是較大差異的點；然后對剩下各點的倍數(shù)關(guān)系取平均值，據(jù)此作為輸出波形與標準波形的倍數(shù)匹配，預測輸出波形，提前進行判斷處理，調(diào)整控制軟件產(chǎn)生的輸出波形，通過每周期多次采樣、調(diào)整，使輸出波形無限逼近標準波形。
本實用新型通過以數(shù)字信號處理芯片TMS320LF2407定點式芯片為例，介紹了一種交流電數(shù)據(jù)采集電路，這不能被認為是對本實用新型權(quán)利要求的限制。如果本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)本實用新型作出了非實質(zhì)性的、顯而易見的改變或改進，都應(yīng)該屬于本實用新型權(quán)利要求保護的范圍。
權(quán)利要求1.一種交流電數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于上述電路包括交流傳感器信號模塊、電平轉(zhuǎn)換電路模塊、數(shù)字信號處理芯片和軟件控制單元，所述交流傳感器信號模塊產(chǎn)生的交流傳感器信號經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路模塊與數(shù)字信號處理芯片的A/D轉(zhuǎn)換端口連接，所述軟件控制單元直接嵌入在數(shù)字信號處理芯片內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于所述數(shù)字信號處理芯片采用TMS320LF2407定點式芯片。
專利摘要本實用新型涉及逆變電源信號采集領(lǐng)域，尤其涉及一種交流電數(shù)據(jù)采樣電路。一種交流電數(shù)據(jù)采集電路包括交流傳感器信號模塊、電平轉(zhuǎn)換電路模塊、數(shù)字信號處理芯片和軟件控制單元，所述交流傳感器信號模塊產(chǎn)生的交流傳感器信號經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路模塊與數(shù)字信號處理芯片的A/D轉(zhuǎn)換端口連接，所述軟件控制單元直接嵌入在數(shù)字信號處理芯片內(nèi)部。本實用新型交流電數(shù)據(jù)采集電路采用了交流信號與數(shù)字信號處理芯片的A/D端口相連接，簡化了硬件電路，數(shù)據(jù)處理算法簡單，處理速度快，精度高，提高了系統(tǒng)的效率，保證了交流電源系統(tǒng)的實時精確控制要求。
文檔編號H02M7/48GK2840057SQ200520065880
公開日2006年11月22日 申請日期2005年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月19日
發(fā)明者李永富, 楊志剛 申請人:珠海泰坦科技股份有限公司