一種基於fpga的電除塵器高頻電源採集器的製造方法
2023-06-27 08:29:56
一種基於fpga的電除塵器高頻電源採集器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於FPGA的電除塵器高頻電源採集器，它包括高頻電源數位訊號採集電路，與高頻電源數位訊號採集電路相連的數位訊號採集電路的隔離電路，與數位訊號採集電路的隔離電路相連的現場可編程邏輯門陣列，高頻電源模擬信號採集電路，與高頻電源模擬信號採集電路相連的濾波電路，與濾波電路相連的模擬信號採集電路的隔離電路，與模擬信號採集電路相連的A/D採集電路，所述的A/D採集電路與現場可編程邏輯門陣列相連。本實用新型提供的採集器，結構設計合理，可使控制數據採集的A/D轉換電路獨立運行，數據採集和內部處理不衝突；採集方式可以不僅限於串行，可擴展外部接口的通用性；採集速度快，採集效率高，應用範圍廣泛。
【專利說明】—種基於FPGA的電除塵器高頻電源採集器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高頻電源，特別涉及一種基於FPGA的高頻電源電信號採集器，屬於高頻電信號採集的應用【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在高頻電源的除塵過程中，首先需要對高頻電源的電信號進行採集，分析數據後，然後才能進行下一步的處理。在對電信號採集過程中，首先需要一種高頻電源電信號採集器。
[0003]傳統高頻電源電信號數據的採集方式是通過DSP或單片機實現，模擬信號數據採集是在模擬信號調理完成以後，直接輸入到DSP或單片機，通過軟體配置來採集。這種技術主要存在以下四個方面的缺點:
[0004][I],通過軟體控制數據採集的A/D轉換，但頻繁中斷系統的運行，減弱系統數據運算能力，採集速度受限；
[0005][2],傳統採集方式所用的DSP或單片機的工作模式是串行的，其外部接口的通用性較差。而且串行的工作模式註定在同一時間只能採集一種信號，這就必然限制了其採集速度和質量；
[0006][3].DSP或單片機的編程控制是由指令集完成，指令集的執行必遵循指令周期。因此DSP或單片機的採集頻率很大程序受到時鐘的束縛，因此大多的DSP最大的採集速度只能達到幾十兆或上百兆；
[0007]而近年來，FPGA是一種能夠實現內部結構設計的晶片，該特點使得基於FPGA晶片的信號採集電路具有硬體電路結構簡單、強弱電信號隔離效果好、可實現多路信號的實時性採集的優點。使得FPGA在整個電力領域得到了大量使用。
【發明內容】
[0008]實用新型目的:本實用新型的目的是針對現有的技術的不足，提供一種採集速度快，採集效率高，基於FPGA的電除塵器高頻電源電信號採集器。
[0009]技術方案，為了實現以上目的，本實用新型採取的技術方案為:
[0010]一種基於FPGA的電除塵器高頻電源電信號採集器，它包括高頻電源數位訊號採集電路，與高頻電源數位訊號採集電路相連的數位訊號採集電路的隔離電路，與數位訊號採集電路的隔離電路相連的現場可編程邏輯門陣列(FPGA)，高頻電源模擬信號採集電路，與高頻電源模擬信號採集電路相連的濾波電路，與濾波電路相連的模擬信號採集電路的隔離電路，與模擬信號採集電路相連的A/D採集電路，所述的A/D採集電路與現場可編程邏輯門陣列(FPGA)相連。
[0011]作為優選方案，以上所述的基於FPGA的電除塵器高頻電源電信號採集器，所述的高頻電源模擬信號採集電路用於對高頻電源模擬信號進行初始採集，它包括母線電壓採集電路、相電流採集電路、一次電流採集電路、二次電壓採集電路、二次電流調理電路。[0012]作為優選方案，以上所述的基於FPGA的電除塵器高頻電源電信號採集器，所述的高頻電源數位訊號採集電路用於對高頻電源數位訊號的初始採集，包括低頻數位訊號採集電路和高頻數位訊號採集電路兩部分。
[0013]作為優選方案，以上所述的基於FPGA的電除塵器高頻電源電信號採集器，所述的濾波電路用於對信號的進一步濾波處理，增加穩定性。
[0014]作為優選方案，以上所述的基於FPGA的電除塵器高頻電源電信號採集器，所述的隔離電路用於對強電壓和弱電壓的分離，從而可保護電路的安全工作。
[0015]作為優選方案，以上所述的基於FPGA的電除塵器高頻電源電信號採集器，所述的A/D採集電路用於信號的模擬到數字的轉換。
[0016]本實用新型提供的基於FPGA的電除塵器高頻電源電信號採集器，其中現場可編程邏輯門陣列FPGA模塊是對所有工作的規劃和處理，是整個採集器的控制器和處理器。
[0017]有益效果:本實用新型提供的一種基於FPGA的電除塵器高頻電源電信號採集器與現有技術相比具有如下優點:
[0018](I)本實用新型採用FPGA，可使控制數據採集的A/D轉換電路獨立運行，數據採集和內部處理不衝突；
[0019](2)本實用新型採用FPGA，採集方式可以不僅限於串行，可擴展外部接口的通用性；
[0020](3)結構設計合理，採用FPGA，採集速度可以極大提高，從而提高採集效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型提供的一種基於FPGA的電除塵器高頻電源電信號採集器的結構原理圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，應理解這些實施例僅用於說明本實用新型而不用於限制本實用新型的範圍，在閱讀了本實用新型之後，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落於本申請所附權利要求所限定的範圍。
[0023]如圖1所示，一種基於FPGA的電除塵器高頻電源電信號採集器，它包括N路高頻電源數位訊號採集電路，與高頻電源數位訊號採集電路相連的N路數位訊號採集電路的隔離電路，與數位訊號採集電路的隔離電路相連的現場可編程邏輯門陣列(FPGA) ； M路高頻電源模擬信號採集電路、與高頻電源模擬信號採集電路相連的M路濾波電路、與M路濾波電路相連的M路模擬信號採集電路的隔離電路、與M路隔離電路相連的M路A/D轉換電路；所述的A/D轉換電路與現場可編程邏輯門陣列(FPGA)，由FPGA所控制和管理。
[0024]本實施例中，所述FPGA的控制單元，可與高速模數轉換器配合使用，實現高速數據採集，本實施例採用的是Cyclone系列的EP1C20F400I7。配置EP1C20F400I7的FLASH晶片為 EPCS4SI8N。
[0025]所述的高頻電源模擬信號採集電路，包括母線電壓採集電路，本實施例採用RC低通濾波器；相電流採集電路，本實施例輸入前級的抑制器採用雙向5V抑制器；一次電流採集電路，本實施例通過電壓比較晶片LM393對過零點比較；二次電壓採集電路，本實施例採用二階有源濾波器；二次電流調理電路。
[0026]所述的高頻電源數字採集電路。本實施例數字量並轉串的採集晶片採用的型號是⑶74HC165M，緩衝晶片採用的型號是ULN2003，雙路光耦隔離晶片採用的型號是ACPL-054L。
[0027]所述的濾波電路部分，本實施例採用RC濾波器，主要應用的是低通濾波器；
[0028]所述的隔離電路部分，本實施例採用的一種用於隔離模擬信號的高精度線性光耦器 HCNR201。
[0029]所述的A/D採集電路，本實施例採用的模數轉換電路型號為AD7356，溫度採集元件型號為PT100，模數轉換晶片型號為AD7711，多路復用晶片採用的型號是模擬多路復用器DG508ADY。
[0030]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種基於FPGA的電除塵器高頻電源採集器，其特徵在於:它包括高頻電源數位訊號採集電路，與高頻電源數位訊號採集電路相連的數位訊號採集電路的隔離電路，與數位訊號採集電路的隔離電路相連的現場可編程邏輯門陣列，高頻電源模擬信號採集電路，與高頻電源模擬信號採集電路相連的濾波電路，與濾波電路相連的模擬信號採集電路的隔離電路，與模擬信號採集電路相連的A/D採集電路，所述的A/D採集電路與現場可編程邏輯門陣列相連。
2.根據權利要求1所述的基於FPGA的電除塵器高頻電源採集器，其特徵在於:所述的高頻電源模擬信號採集電路包括母線電壓採集電路、相電流採集電路、一次電流採集電路、二次電壓採集電路和二次電流調理電路。
3.根據權利要求1所述的基於FPGA的電除塵器高頻電源採集器，其特徵在於:所述的高頻電源數位訊號採集電路包括低頻數位訊號採集電路和高頻數位訊號採集電路。
【文檔編號】G01R19/25GK203825078SQ201420071525
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年2月19日 優先權日:2014年2月19日
【發明者】張穎超, 葉小嶺, 張鵬宙, 胡凱, 陳兆明, 吳嘉倫, 郭曉傑 申請人:江蘇省揚州技師學院