[实用新型]一种可精确定时的电压采样装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统测量技术领域，尤其是涉及一种可精确定时的电压采样装置。

背景技术

全球定位系统GPS在各个领域都已得到广泛的应用，电力系统也不例外，它的精确定时和定位功能使电力系统在统一时间、同步采样、同步向量测量等方面成为可能，将对电力系统故障检测、状态估计、控制与保护等领域带来重要影响。

嵌入式系统在电力系统中的应用多种多样，TMS320F2812作为一款具有强大运算功能的处理器，具有A/D转换、PWM处理等功能，十分适用于电力系统中的实时监测、自动控制等技术需求，同时经过一定的处理和转换，使其具有检测、控制高电压大电流的功能。TMS320F2812使用30M晶振，核时钟最高可达150MHz，其高速的运算速率是其最大优势。

目前，在DSP中AD采样一般使用软件启动或EV启动的方法，然而，应用定时器进行计时，仍不可避免的存在误差，误差的累计最终会导致计时不准确。GPS的秒脉冲功能就可以弥补这一应用中的缺陷。时间的校准可以为精确采样提供精确的采样时钟，并结合GPS的秒脉冲触发AD采样，从而实现精确电压采样。同时，对于多种多样的采集芯片，对于模拟量的输入具有不同的要求，对于TMS320F2812而言，其要求的输入信号为0-3V的电压信号，因此对于电网高压侧的电量检测，需要设计一种符合输入端要求的电压采样装置。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可精确定时的电压采样装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种可精确定时的电压采样装置，分别与电网高压互感器二次侧和上位机连接，其特征在于，包括DSP主控制电路、串口通信电路、GPS模块电路及电压调理电路，所述DSP主控制电路通过串口通信电路分别与上位机和GPS模块电路连接，所述电压调理电路分别与电网高压互感器二次侧和DSP主控制电路连接。

所述电压调理电路包括依次连接的电压互感器及其应用电路、加法运算电路、滤波电路及比例运算电路。

所述电压互感器及其应用电路由依次连接的电阻R11、电压互感器和运放电路组成，所述运放电路包括运算放大器U1A、电阻R12及电容C11，所述电阻R12与电容C11并联连接，所述电容C11分别连接运算放大器U1A的负极输入端和输出端，所述运算放大器U1A的正极输入端接地。所述加法运算电路为反相加法运算电路。

所述滤波电路为二阶有源低通滤波器，由二阶RC滤波器和运算放大器U1C组成。

所述比例运算电路为反相比例运算电路。

所述串口通信电路为双路SCI串口电路，该双路SCI串口电路包括串口接头JP1、串口接头JP2及串口调试电路，所述GPS模块电路依次通过串口接头JP1和串口调试电路与DSP主控制电路连接，所述DSP主控制电路依次通过串口调试电路和串口接头JP2与上位机连接。

所述串口调试电路包括串口芯片MAX3232和电容C1、C2、C3及C4，所述串口芯片MAX3232的V+口和VCC口之间串接电容C1，V-口和GND口之间串接电容C2，C1+口和C1-口之间串接电容C3，C2+口和C2-口之间串接电容C4；所述串口芯片MAX3232的VCC口接于直流电源正电压端3.3VD，GND口接于直流电源地端GND；所述串口芯片MAX3232的T1IN口和R1OUT口连接至DSP主控制电路与GSP模块电路通信的端口，T1OUT口和R1IN口作为连接GPS模块电路的通信接口，连接至串口接头JP1，T1IN口和R1OUT口连接至DSP主控制电路与上位机通信的端口，T2OUT口和R2IN口作为连接上位机串口端子的通信接口，连接至串口接头JP2。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、随时校准：把DSP的高速运算功能与GPS的精准定时功能相结合，弥补了DSP长时间计数引起的定时误差；当DSP和GPS的时间数据发生不一致时，用GPS的时间数据代替DSP的时间值，在DSP高速的处理速率下随时校准。

2、用GPS的秒脉冲信号触发采样：在DSP中，A/D采样一般使用软件启动或EV启动的方法，而秒脉冲触发能精确的实现每秒定时采样，从而实现精确采样电压信号。

3、成本低：本实用新型巧妙地将DSP和GPS二者联合使用，除了DSP主控制电路板和GPS模块外几乎没有其它附加成本。

附图说明

图1为本实用新型的框架示意图；

图2为本实用新型电压调理电路的电路图；

图3为本实用新型串口通信电路的电路图；