一種應(yīng)用于大功率直流電源系統(tǒng)的監(jiān)控裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種應(yīng)用于大功率直流電源的監(jiān)控裝置，包括與大功率直流電源輸出端的負載相并聯(lián)的電流測量單元、電壓測量單元、電壓分析單元，實時偵測并分析直流電輸出的電流值，電壓值，電壓紋波有效值，噪聲峰峰值，和噪聲頻譜，并通過顯示單元進行顯示電流值、電壓值、電壓有效值、噪音峰峰值和噪聲頻譜，使工作人員能夠?qū)崟r監(jiān)測大功率直流電源的運行狀態(tài)，保證系統(tǒng)正常工作于運行。
【專利說明】—種應(yīng)用于大功率直流電源系統(tǒng)的監(jiān)控裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子與電源【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說，是涉及一種應(yīng)用于大功率直流電源的監(jiān)控裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，以及大量電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，對于大容量、高可靠性電源系統(tǒng)的需求日益迫切。將市電三相交流電進行濾波和高頻變壓處理轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的直流電源技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到各相關(guān)行業(yè)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的大功率直流電源，其輸入端為三相交流電，包括數(shù)組相互并聯(lián)的電源模塊，其主要技術(shù)原理在于三相交流電進入電源模塊后首先被EMI濾波單元進行濾波處理以消除電流中的干擾信號，經(jīng)過濾波處理的三相交流電隨后進入AC-DC整流器轉(zhuǎn)換成直流電，直流電再次進入DC-AC整流器后變成交流電，隨后經(jīng)過變壓器變壓和高頻整流器處理轉(zhuǎn)換成高壓大功率直流電源。
[0004]上述大功率直流電源對于電流的各項技術(shù)指標(biāo)如電壓有效值和噪聲的控制有很高的技術(shù)要求，因此實時對大功率直流電源的工作狀況進行測量，是尤其重要的。現(xiàn)有技術(shù)的大功率直流電流的測量只能通過用戶對各電壓模塊參數(shù)分別采樣以進行分析，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能繁瑣，不利于用戶實施。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明目的在于提供一種經(jīng)濟實用、簡單易實現(xiàn)的一種應(yīng)用于大功率直流電源的監(jiān)控裝置，以提高大功率直流電源系統(tǒng)產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。
[0006]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明一方面提供一種應(yīng)用于大功率直流電源的監(jiān)控裝置，包括:
[0007]電流測量單元，與大功率直流電源輸出端的負載相并聯(lián)，偵測直流電源輸出，計算出直流電輸出的電流值；
[0008]電壓測量單元，與大功率直流電源輸出端的負載相并聯(lián)，偵測直流電源電壓的輸出，計算出直流電輸出的電壓值；
[0009]電壓分析單元，與大功率直流電源輸出端的負載相并聯(lián)，分析直流電源電壓的輸出，計算出直流電輸出的電壓紋波有效值、噪音峰峰值和噪聲頻譜；
[0010]直流電流值顯示單元，與電流測量單元相串聯(lián)，實時顯示電流偵測單元輸出的電流值；
[0011]直流電壓值顯示單元，與電壓測量單元相串聯(lián)，實時顯示電壓偵測單元輸出地電壓值；
[0012]電壓紋波有效值顯示單元，與電壓分析單元相串聯(lián)，實時顯示電壓分析單元輸出的電壓有效值；
[0013]電壓噪聲峰峰值顯示單元，與電壓分析單元相串聯(lián)，實時顯示電壓分析單元輸出的噪音峰峰值；
[0014]電壓噪聲頻譜值顯示單元，與電壓分析單元相串聯(lián)，實時顯示電壓分析單元輸出的噪聲頻譜。
[0015]較佳地，所述電壓分析單元包括:
[0016]一差分放大器，用以對電壓信號進行放大處理；
[0017]— ADC轉(zhuǎn)換模塊,與差分放大器相串聯(lián)，將經(jīng)過放大處理后的直流電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并進行高頻采樣；
[0018]一 DSP和FPGA芯片模塊，與ADC轉(zhuǎn)換模塊相串聯(lián)，組成一可編程濾波電路，并通過芯片搭載的FFT算法，計算出電壓紋波有效值、噪聲峰峰值和噪聲頻譜。
[0019]較佳的，所述直流電流值顯示單元、直流電壓值顯示單元、電壓紋波有效值顯示單元、電壓噪聲峰峰值顯示單元和電壓噪聲頻譜值顯示單元采用IXD顯示屏、LED顯示屏、CRT顯示屏中的一種。
[0020]較佳地，其輸入端接入三相交流市電，其輸出端連接一負載，該大功率直流電源系統(tǒng)包括:
[0021]數(shù)組電源模塊，相互之間并聯(lián)，根據(jù)一組控制數(shù)據(jù)，將三相交流電濾波后轉(zhuǎn)換為高壓直流電的輸出；
[0022]電流測量單元，與大功率直流電源輸出端的負載相并聯(lián)，偵測直流電源輸出，計算出直流電輸出的電流值；
[0023]電壓測量單元，與大功率直流電源輸出端的負載相并聯(lián)，偵測直流電源電壓的輸出，計算出直流電輸出的電壓值；
[0024]電壓分析單元，與大功率直流電源輸出端的負載相并聯(lián)，分析直流電源電壓的輸出，計算出直流電輸出的電壓紋波有效值、噪音峰峰值和噪聲頻譜；
[0025]直流電流值顯示單元，與電流測量單元相串聯(lián)，實時顯示電流偵測單元輸出的電流值；
[0026]直流電壓值顯示單元，與電壓測量單元相串聯(lián)，實時顯示電壓偵測單元輸出地電壓值；
[0027]電壓紋波有效值顯示單元，與電壓分析單元相串聯(lián)，實時顯示電壓分析單元輸出的電壓有效值；
[0028]電壓噪聲峰峰值顯示單元，與電壓分析單元相串聯(lián)，實時顯示電壓分析單元輸出的噪音峰峰值；
[0029]電壓噪聲頻譜值顯示單元，與電壓分析單元相串聯(lián)，實時顯示電壓分析單元輸出的噪聲頻譜。
[0030]較佳地，所述電壓分析單元包括:
[0031]一差分放大器，用以對電壓信號進行放大處理；
[0032]— ADC轉(zhuǎn)換模塊,與差分放大器相串聯(lián)，將經(jīng)過放大處理后的直流電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并進行高頻采樣；
[0033]一 DSP和FPGA芯片模塊，與ADC轉(zhuǎn)換模塊相串聯(lián)，組成一可編程濾波電路，并通過芯片搭載的FFT算法，計算出電壓紋波有效值、噪聲峰峰值和噪聲頻譜。
[0034]較佳地，所述直流電流值顯示單元、直流電壓值顯示單元、電壓紋波有效值顯示單元、電壓噪聲峰峰值顯示單元和電壓噪聲頻譜值顯示單元采用IXD顯示屏、LED顯示屏、CRT顯示屏中的一種。
[0035]較佳地，其特征在于，所述直流電流值顯示單元、直流電壓值顯示單元、電壓紋波有效值顯示單元、電壓噪聲峰峰值顯示單元和電壓噪聲頻譜值顯示單元安裝于大功率直流電源系統(tǒng)控制面板之上。
[0036]本發(fā)明公開的一種應(yīng)用于大功率直流電源的監(jiān)控裝置，包括與大功率直流電源輸出端的負載相并聯(lián)的電流測量單元、電壓測量單元、電壓分析單元，實時偵測并分析直流電輸出的電流值，電壓值，電壓紋波有效值，噪聲峰峰值，和噪聲頻譜，并通過顯示單元進行顯示電流值、電壓值、電壓有效值、噪音峰峰值和噪聲頻譜，使工作人員能夠?qū)崟r監(jiān)測大功率直流電源的運行狀態(tài)，保證系統(tǒng)正常工作于運行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1為本發(fā)明應(yīng)用于高功率直流電源的監(jiān)控裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2為本發(fā)明電壓分析單元的功能模塊圖。

【具體實施方式】
[0039]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清晰，下面結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0040]本發(fā)明的一種應(yīng)用于大功率直流電源20的監(jiān)控裝置，其輸入端接入大功率直流電源20輸出的直流電流進行采樣，包括電流測量單元23、電壓測量單元24和電壓分析單元25，電流測量單元23偵測負載輸出端30的電流值，電壓測量單元24偵測出負載輸出端30電壓值，電壓分析單元24計算出電流的電壓紋波有效值、噪音峰峰值和噪聲頻譜，并通過數(shù)個顯示單元實時進行顯示電流值、電壓值，電壓有效值、噪音峰峰值和噪聲頻譜。
[0041]作為一個實施例，如圖1所不，本發(fā)明的一種應(yīng)用于大功率直流電源系統(tǒng)20的監(jiān)控裝置，輸入端接入一市電三相交流電源10,輸出端與供電負載30相連,可將電源輸入的三相交流電轉(zhuǎn)換為可供負載30使用的高壓大功率直流電。所述大功率直流電源系統(tǒng)20包括多個電源模塊22，一控制單元21。
[0042]所述多個電源模塊22相互之間并聯(lián)，其根據(jù)控制單元21輸出的一組控制數(shù)據(jù)對三相交流電進行濾波、整流、變壓處理，使三相交流電轉(zhuǎn)換為可供負載30使用的高壓直流電輸出。
[0043]所述電流測量單元23與大功率直流電源20輸出端的負載30相并聯(lián)，偵測直流電源輸出，計算出直流電輸出的電流值。所述電流測量單元23連接有直流電流值顯示單元231，直流電流值顯示單元231實時顯示電流測量單元23偵測出的電流值。所述電壓測量單元24與大功率直流電源20輸出端的負載30相并聯(lián)，電壓測量單元24連接有直流電壓值顯示單元241，直流電壓值顯示單元241實時顯示電壓測量單元24偵測出的電壓值。
[0044]如圖2所示，所述電壓分析單元25與大功率直流電源20輸出端的負載30相并聯(lián)，包括:差分放大器254、ADC轉(zhuǎn)換模塊255、DSP和FPGA芯片模塊256。所述差分放大器254與ADC轉(zhuǎn)換模塊255相連，所述ADC轉(zhuǎn)換模塊255與DSP和FPGA芯片模塊256相連。差分放大器254用以對直流電的電壓信號進行放大處理，ADC轉(zhuǎn)換模塊255將經(jīng)過放大處理后的直流電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并進行高頻采樣，DSP和FPGA芯片模塊256，與ADC轉(zhuǎn)換模塊255相串聯(lián)，組成一可編程濾波電路，并通過芯片搭載的FFT算法，計算出電壓紋波有效值、噪聲峰峰值和噪聲頻譜。所述電壓分析單元分別連接有電壓紋波有效值顯示單元251，電壓噪聲頻譜值顯示單元252，和噪聲峰峰值顯示單元253以顯示電壓紋波有效值、噪聲頻譜和波噪聲峰峰值。
[0045]作為另一個優(yōu)選實施例，所述DSP和FPGA芯片模塊也可采用單DSP芯片或單FPGA芯片的模塊設(shè)計，作為電壓分析單元的計算模塊。
[0046]作為一個優(yōu)選實施例，所述直流電流值顯示單元231、直流電壓值顯示單元241、電壓紋波有效值顯示單元251，電壓噪聲頻譜值顯示單元252，和噪聲峰峰值顯示單元253均采用液晶顯示屏，其安裝于大功率直流電源20控制面板之上。
[0047]作為另一個優(yōu)選實施例，本發(fā)明的一種應(yīng)用于大功率直流電源系統(tǒng)20的監(jiān)控裝置也可采用外置模塊化方式，將電流測量單元23，電壓測試單元24，電壓分析單元25和各顯示單元集成于一個設(shè)備當(dāng)中，外接大功率直流電源系統(tǒng)20以進行測量。
[0048]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于大功率直流電源的監(jiān)控裝置，其特征在于，包括: 電流測量單元，與大功率直流電源輸出端的負載相并聯(lián)，偵測直流電源輸出，計算出直流電輸出的電流值； 電壓測量單元，與大功率直流電源輸出端的負載相并聯(lián)，偵測直流電源電壓的輸出，計算出直流電輸出的電壓值； 電壓分析單元，與大功率直流電源輸出端的負載相并聯(lián)，分析直流電源電壓的輸出，計算出直流電輸出的電壓紋波有效值、噪音峰峰值和噪聲頻譜； 直流電流值顯示單元，與電流測量單元相串聯(lián)，實時顯示電流偵測單元輸出的電流值； 直流電壓值顯示單元，與電壓測量單元相串聯(lián)，實時顯示電壓偵測單元輸出地電壓值； 電壓紋波有效值顯示單元，與電壓分析單元相串聯(lián)，實時顯示電壓分析單元輸出的電壓有效值； 電壓噪聲峰峰值顯示單元，與電壓分析單元相串聯(lián)，實時顯示電壓分析單元輸出的噪首峰峰值； 電壓噪聲頻譜值顯示單元，與電壓分析單元相串聯(lián)，實時顯示電壓分析單元輸出的噪聲頻譜。
2.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于大功率直流電源的監(jiān)控裝置，其特征在于，所述電壓分析單元包括: 一差分放大器，用以對電壓信號進行放大處理； 一 ADC轉(zhuǎn)換模塊，與差分放大器相串聯(lián)，將經(jīng)過放大處理后的直流電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并進行高頻采樣； 一 DSP和FPGA芯片模塊，與ADC轉(zhuǎn)換模塊相串聯(lián)，組成一可編程濾波電路，并通過芯片搭載的FFT算法，計算出電壓紋波有效值、噪聲峰峰值和噪聲頻譜。
3.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于大功率直流電源系統(tǒng)的監(jiān)控裝置，其特征在于，所述直流電流值顯示單元、直流電壓值顯示單元、電壓紋波有效值顯示單元、電壓噪聲峰峰值顯示單元和電壓噪聲頻譜值顯示單元采用IXD顯示屏、LED顯示屏、CRT顯示屏中的一種。
4.一種大功率直流電源系統(tǒng)，其特征在于，其輸入端接入三相交流市電，其輸出端連接一負載，該大功率直流電源系統(tǒng)包括: 數(shù)組電源模塊，相互之間并聯(lián)，根據(jù)一組控制數(shù)據(jù)，將三相交流電濾波后轉(zhuǎn)換為高壓直流電的輸出； 電流測量單元，與大功率直流電源輸出端的負載相并聯(lián)，偵測直流電源輸出，計算出直流電輸出的電流值； 電壓測量單元，與大功率直流電源輸出端的負載相并聯(lián)，偵測直流電源電壓的輸出，計算出直流電輸出的電壓值； 電壓分析單元，與大功率直流電源輸出端的負載相并聯(lián)，分析直流電源電壓的輸出，計算出直流電輸出的電壓紋波有效值、噪音峰峰值和噪聲頻譜； 直流電流值顯示單元，與電流測量單元相串聯(lián)，實時顯示電流偵測單元輸出的電流值； 直流電壓值顯示單元，與電壓測量單元相串聯(lián)，實時顯示電壓偵測單元輸出地電壓值； 電壓紋波有效值顯示單元，與電壓分析單元相串聯(lián)，實時顯示電壓分析單元輸出的電壓有效值； 電壓噪聲峰峰值顯示單元，與電壓分析單元相串聯(lián)，實時顯示電壓分析單元輸出的噪首峰峰值； 電壓噪聲頻譜值顯示單元，與電壓分析單元相串聯(lián)，實時顯示電壓分析單元輸出的噪聲頻譜。
5.如權(quán)利要求3所述的一種大功率直流電源系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓分析單元包括: 一差分放大器，用以對電壓信號進行放大處理； 一 ADC轉(zhuǎn)換模塊，與差分放大器相串聯(lián)，將經(jīng)過放大處理后的直流電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并進行高頻采樣； 一 DSP和FPGA芯片模塊，與ADC轉(zhuǎn)換模塊相串聯(lián)，組成一可編程濾波電路，并通過芯片搭載的FFT算法，計算出電壓紋波有效值、噪聲峰峰值和噪聲頻譜。
6.如權(quán)利要求4所述的一種大功率直流電源系統(tǒng)，其特征在于，所述直流電流值顯示單元、直流電壓值顯示單元、電壓紋波有效值顯示單元、電壓噪聲峰峰值顯示單元和電壓噪聲頻譜值顯示單元采用IXD顯示屏、LED顯示屏、CRT顯示屏中的一種。
7.如權(quán)利要求6所述的一種應(yīng)用于大功率直流電源系統(tǒng)，其特征在于，所述直流電流值顯示單元、直流電壓值顯示單元、電壓紋波有效值顯示單元、電壓噪聲峰峰值顯示單元和電壓噪聲頻譜值顯示單元安裝于大功率直流電源系統(tǒng)控制面板之上。
【文檔編號】G01R31/40GK104422899SQ201310401036
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】池繼富, 鐃威, 吳愛云, 陽杰, 丘軍, 葉軍, 張振凱 申請人:上海龍創(chuàng)節(jié)能系統(tǒng)股份有限公司