一种基于fpga的电除尘器高频电源采集器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于FPGA的电除尘器高频电源采集器，它包括高频电源数字信号采集电路，与高频电源数字信号采集电路相连的数字信号采集电路的隔离电路，与数字信号采集电路的隔离电路相连的现场可编程逻辑门阵列，高频电源模拟信号采集电路，与高频电源模拟信号采集电路相连的滤波电路，与滤波电路相连的模拟信号采集电路的隔离电路，与模拟信号采集电路相连的A/D采集电路，所述的A/D采集电路与现场可编程逻辑门阵列相连。本实用新型提供的采集器，结构设计合理，可使控制数据采集的A/D转换电路独立运行，数据采集和内部处理不冲突；采集方式可以不仅限于串行，可扩展外部接口的通用性；采集速度快，采集效率高，应用范围广泛。
【专利说明】—种基于FPGA的电除尘器高频电源采集器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高频电源，特别涉及一种基于FPGA的高频电源电信号采集器，属于高频电信号采集的应用【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在高频电源的除尘过程中，首先需要对高频电源的电信号进行采集，分析数据后，然后才能进行下一步的处理。在对电信号采集过程中，首先需要一种高频电源电信号采集器。
[0003]传统高频电源电信号数据的采集方式是通过DSP或单片机实现，模拟信号数据采集是在模拟信号调理完成以后，直接输入到DSP或单片机，通过软件配置来采集。这种技术主要存在以下四个方面的缺点:
[0004][I],通过软件控制数据采集的A/D转换，但频繁中断系统的运行，减弱系统数据运算能力，采集速度受限；
[0005][2],传统采集方式所用的DSP或单片机的工作模式是串行的，其外部接口的通用性较差。而且串行的工作模式注定在同一时间只能采集一种信号，这就必然限制了其采集速度和质量；
[0006][3].DSP或单片机的编程控制是由指令集完成，指令集的执行必遵循指令周期。因此DSP或单片机的采集频率很大程序受到时钟的束缚，因此大多的DSP最大的采集速度只能达到几十兆或上百兆；
[0007]而近年来，FPGA是一种能够实现内部结构设计的芯片，该特点使得基于FPGA芯片的信号采集电路具有硬件电路结构简单、强弱电信号隔离效果好、可实现多路信号的实时性采集的优点。使得FPGA在整个电力领域得到了大量使用。
【发明内容】
[0008]实用新型目的:本实用新型的目的是针对现有的技术的不足，提供一种采集速度快，采集效率高，基于FPGA的电除尘器高频电源电信号采集器。
[0009]技术方案，为了实现以上目的，本实用新型采取的技术方案为:
[0010]一种基于FPGA的电除尘器高频电源电信号采集器，它包括高频电源数字信号采集电路，与高频电源数字信号采集电路相连的数字信号采集电路的隔离电路，与数字信号采集电路的隔离电路相连的现场可编程逻辑门阵列(FPGA)，高频电源模拟信号采集电路，与高频电源模拟信号采集电路相连的滤波电路，与滤波电路相连的模拟信号采集电路的隔离电路，与模拟信号采集电路相连的A/D采集电路，所述的A/D采集电路与现场可编程逻辑门阵列(FPGA)相连。
[0011]作为优选方案，以上所述的基于FPGA的电除尘器高频电源电信号采集器，所述的高频电源模拟信号采集电路用于对高频电源模拟信号进行初始采集，它包括母线电压采集电路、相电流采集电路、一次电流采集电路、二次电压采集电路、二次电流调理电路。[0012]作为优选方案，以上所述的基于FPGA的电除尘器高频电源电信号采集器，所述的高频电源数字信号采集电路用于对高频电源数字信号的初始采集，包括低频数字信号采集电路和高频数字信号采集电路两部分。
[0013]作为优选方案，以上所述的基于FPGA的电除尘器高频电源电信号采集器，所述的滤波电路用于对信号的进一步滤波处理，增加稳定性。
[0014]作为优选方案，以上所述的基于FPGA的电除尘器高频电源电信号采集器，所述的隔离电路用于对强电压和弱电压的分离，从而可保护电路的安全工作。
[0015]作为优选方案，以上所述的基于FPGA的电除尘器高频电源电信号采集器，所述的A/D采集电路用于信号的模拟到数字的转换。
[0016]本实用新型提供的基于FPGA的电除尘器高频电源电信号采集器，其中现场可编程逻辑门阵列FPGA模块是对所有工作的规划和处理，是整个采集器的控制器和处理器。
[0017]有益效果:本实用新型提供的一种基于FPGA的电除尘器高频电源电信号采集器与现有技术相比具有如下优点:
[0018](I)本实用新型采用FPGA，可使控制数据采集的A/D转换电路独立运行，数据采集和内部处理不冲突；
[0019](2)本实用新型采用FPGA，采集方式可以不仅限于串行，可扩展外部接口的通用性；
[0020](3)结构设计合理，采用FPGA，采集速度可以极大提高，从而提高采集效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型提供的一种基于FPGA的电除尘器高频电源电信号采集器的结构原理图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0023]如图1所示，一种基于FPGA的电除尘器高频电源电信号采集器，它包括N路高频电源数字信号采集电路，与高频电源数字信号采集电路相连的N路数字信号采集电路的隔离电路，与数字信号采集电路的隔离电路相连的现场可编程逻辑门阵列(FPGA) ； M路高频电源模拟信号采集电路、与高频电源模拟信号采集电路相连的M路滤波电路、与M路滤波电路相连的M路模拟信号采集电路的隔离电路、与M路隔离电路相连的M路A/D转换电路；所述的A/D转换电路与现场可编程逻辑门阵列(FPGA)，由FPGA所控制和管理。
[0024]本实施例中，所述FPGA的控制单元，可与高速模数转换器配合使用，实现高速数据采集，本实施例采用的是Cyclone系列的EP1C20F400I7。配置EP1C20F400I7的FLASH芯片为 EPCS4SI8N。
[0025]所述的高频电源模拟信号采集电路，包括母线电压采集电路，本实施例采用RC低通滤波器；相电流采集电路，本实施例输入前级的抑制器采用双向5V抑制器；一次电流采集电路，本实施例通过电压比较芯片LM393对过零点比较；二次电压采集电路，本实施例采用二阶有源滤波器；二次电流调理电路。
[0026]所述的高频电源数字采集电路。本实施例数字量并转串的采集芯片采用的型号是⑶74HC165M，缓冲芯片采用的型号是ULN2003，双路光耦隔离芯片采用的型号是ACPL-054L。
[0027]所述的滤波电路部分，本实施例采用RC滤波器，主要应用的是低通滤波器；
[0028]所述的隔离电路部分，本实施例采用的一种用于隔离模拟信号的高精度线性光耦器 HCNR201。
[0029]所述的A/D采集电路，本实施例采用的模数转换电路型号为AD7356，温度采集元件型号为PT100，模数转换芯片型号为AD7711，多路复用芯片采用的型号是模拟多路复用器DG508ADY。
[0030]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于FPGA的电除尘器高频电源采集器，其特征在于:它包括高频电源数字信号采集电路，与高频电源数字信号采集电路相连的数字信号采集电路的隔离电路，与数字信号采集电路的隔离电路相连的现场可编程逻辑门阵列，高频电源模拟信号采集电路，与高频电源模拟信号采集电路相连的滤波电路，与滤波电路相连的模拟信号采集电路的隔离电路，与模拟信号采集电路相连的A/D采集电路，所述的A/D采集电路与现场可编程逻辑门阵列相连。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的电除尘器高频电源采集器，其特征在于:所述的高频电源模拟信号采集电路包括母线电压采集电路、相电流采集电路、一次电流采集电路、二次电压采集电路和二次电流调理电路。
3.根据权利要求1所述的基于FPGA的电除尘器高频电源采集器，其特征在于:所述的高频电源数字信号采集电路包括低频数字信号采集电路和高频数字信号采集电路。
【文档编号】G01R19/25GK203825078SQ201420071525
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年2月19日 优先权日:2014年2月19日
【发明者】张颖超, 叶小岭, 张鹏宙, 胡凯, 陈兆明, 吴嘉伦, 郭晓杰 申请人:江苏省扬州技师学院