[发明专利]直流功率采样系统

说明书

技术领域

本发明涉及测试领域，具体而言，涉及一种直流功率采样系统。

背景技术

电池厂家在对成组电池进行测试的时候，需要对它们串联的模块进行放电总电压、放电总电流、放电功率、放电安时和放电瓦时的计量，从而作为对电池整体性能和使用状况评估的依据。另一方面，作为电池的充电设备也需要测量充电总电压、充电总电流、充电功率、充电安时和充电瓦时的参数，作为充电控制策略的反馈量或者工控机以及上位机显示的内容。

目前成组电池测试设备在测量总电压和总电流时不同步，造成测量数据不一致，从而根据电压和电流计算功率和瓦时的数据无法真实反应成组电池的实际状态。另一方面，由于成组电池串联的数量变化范围很大，造成需要成组电池的总电压波动范围宽，而现有测试设备在宽电压范围内很难达到全量程范围内高精度，甚至不能测量宽电压范围。此外，由于涉及到高压、大电流的场合都要进行隔离设计，常规的采样电路和控制电路的电气隔离设计复杂，环节众多，影响了测量的线性度，破坏了既有AD芯片的测量精度。

针对现有技术中进行成组电池测量时采集电压数据和电流数据不同步的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种直流功率采样系统，以解决现有技术中进行成组电池测量时采集电压数据和电流数据不同步的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种直流功率采样系统。根据本发明的直流功率采样系统包括：第一光隔离开关，设置在电压采集电路中，用于在开启时接通所述电压采集电路；第二光隔离开关，设置在电流采集电路中，用于在开启时接通所述电流采集电路；数字信号处理器，用于控制所述第一光隔离开关和所述第二光隔离开关同步开启；以及现场可编程门阵列(FPGA)，与所述数字信号处理器相连接，与所述第一光隔离开关和所述第二光隔离开关均连接，用于在所述第一光隔离开关和所述第二光隔离开关均开启时同时接通所述电压采集电路和所述电流采集电路，使所述电压采集电路采集电压数据，并使所述电流采集电路采集电流数据。

进一步地，所述数字信号处理器还用于获取所述电压数据和电流数据的乘积作为采样功率。

进一步地，所述数字信号处理器还用于根据所述采样功率在取预定时间段内对电压进行积分，得到安时，或者，根据所述采样功率在预定时间段内对电流进行积分计算，得到瓦时。

进一步地，所述直流功率采样系统还包括：存储单元，与所述数字信号处理器处理器相连接，用于存储采集的所述电压数据、所述电流数据、所述采样功率以及所述安时和所述瓦时。

进一步地，所述电压采集电路包括分压电阻控制器，所述分压电阻控制器与所述第一光隔离开关相连接，用于在所述第一光隔离开关开启时，实现对电压采集电路的分档切换；以及所述电流采集电路包括差分运放控制器，所述差分运放控制器与所述第二光隔离开关相连接，用于在所述第二光隔离开关开启时，实现对电流采集电路的分档切换。

进一步地，所述电压采集电路还包括第一调制器，所述第一调制器连接在所述分压电阻控制器和所述现场可编程门阵列之间，用于在所述第一光隔离开关开启时采集电压数据；以及所述电流采集电路还包括第二调制器，所述第二调制器连接在所述差分运放控制器和所述现场可编程门阵列之间，用于在所述第二光隔离开关开启时采集电流数据。

进一步地，所述直流功率采样系统还包括：隔离型can通道，与所述数字信号处理器处理器相连接，用于将采集的所述电压数据和/或所述电流数据发送给总线。

进一步地，所述直流功率采样系统还包括：复位按钮，与所述数字信号处理器处理器相连接，用于在所述系统工作异常时进行复位。

进一步地，所述直流功率采样系统还包括：数字滤波器，集成在所述现场可编程门阵列中，用于对采集的电压数据和/或电流数据进行滤波。

进一步地，所述数字滤波器还用于将采集到的模拟信号转换为数字信号。

通过本发明，采用第一光隔离开关，设置在电压采集电路中，用于在开启时接通电压采集电路；第二光隔离开关，设置在电流采集电路中，用于在开启时接通电流采集电路；数字信号处理器，用于控制第一光隔离开关和第二光隔离开关同步开启；以及现场可编程门阵列(FPGA)，与数字信号处理器相连接，与第一光隔离开关和第二光隔离开关均连接，用于在第一光隔离开关和第二光隔离开关均开启时同时接通电压采集电路和电流采集电路，使电压采集电路采集电压数据，并使电流采集电路采集电流数据，解决了现有技术中进行成组电池测量时采集电压数据和电流数据不同步的问题，进而达到了同步采集电压数据和电流数据的效果。