专利名称：交流电数据采样电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及逆变电源信号采集领域，尤其涉及一种交流电数据采样电路。
背景技术：
随着电源技术的快速发展，对交流电量采集技术的要求也越来越高。传统的交流采样测控装置受到了硬件资源及采样算法的限制，采样的速度和精度很难达到理想的要求。目前比较常用的采样处理方法有直接采样点算法和离散傅立叶变换算法(下简称FFT算法)(1)直接采样点算法该算法对每个周期进行均匀采样N个点，然后根据积分和原理计算出各电量参量，如电压电流有效值U=1T∑n=0N-1u2(n),I=1T∑n=0N-1i2(n).]]>此算法需要进行平方及开方等复杂运算，数据处理时间长；采样的精度受到采样点个数的制约，采样点取的太少，则精度低；采样点取的太多，虽提高了精度，但是加大了运算量，牺牲了系统控制的实时性。
(2)FFT算法FFT算法的交流采样需要对电压和电流同时采样，以得到他们的相对相位信息。通常在每个交流周期采样N(取偶数，方便计算)点，以电压为例，得到序列u(n)，对u(n)作FFT变换，即U(k)=1N∑n=0N-1u(n)WNkn=1N∑n=0N-1u(n)cos(2kN)kn-j1N∑n=0N-1u(n)sin(2kN)kn]]>FFT算法主要应用于浮点型处理器中，而电源行业专用控制芯片是定点式DSP，不直接支持浮点运算，若采用浮点运算处理，得先进行整数/浮点转换，这样不仅消耗了DSP资源，采样处理的时间需要上百个微秒甚至更长，而且16位的定点式DSP很难达到浮点运算的精度。该算法复杂，运算量大，处理时间较长，使系统控制的响应速度较慢。
目前采样算法存在的不足在于对整个交流周期进行连续采样，算法的处理速度太慢，采样处理相对滞后，达不到实时跟踪输出波形的要求，严重影响了系统的稳定。
实用新型内容本次实用新型的目的在于提供一种快速预测处理的交流电数据采样电路。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种交流电数据采集电路包括交流传感器信号模块、电平转换电路模块、数字信号处理芯片和软件控制单元，所述交流传感器信号模块产生的交流传感器信号经电平转换电路模块与数字信号处理芯片的A/D转换端口连接，所述软件控制单元直接嵌入在数字信号处理芯片内部。
所述数字信号处理芯片采用TMS320LF2407定点式芯片。
与现有技术相比，本实用新型交流电数据采集电路采用了交流信号与数字信号处理芯片的A/D端口相连接，简化了硬件电路，数据处理算法简单，处理速度快，精度高，提高了系统的效率，保证了交流电源系统的实时精确控制要求。
图1是本实用新型交流电数据采集电路结构示意图；图2是软件控制单元算法部分示意图；图3是软件控制单元产生输出波形示意图。
具体实施方式请参阅图1所示，本实用新型一种交流电数据采集电路包括交流传感器信号模块、电平转换电路模块、数字信号处理芯片和软件控制单元。所述交流传感器信号模块产生的交流传感器信号经电平转换电路模块与数字信号处理芯片的A/D转换端口连接，所述软件控制单元直接嵌入在数字信号处理芯片内部。
交流传感器信号模块输出的交流信号首先经过电平转换电路模块转换成0～3.3V数字信号处理芯片可以处理的信号，然后再送入数字信号处理芯片的A/D转换单元处理。数字信号处理芯片采用TMS320LF2407定点式芯片请参阅图2和图3所示，软件控制单元算法如下首先对交流电压、电流信号每周期连续采集k个点，计算每个采样点的值，把采样点的值与该点设定的标准值进行比较，得到其倍数关系，滤掉倍数关系明显存在较大差异的点，在本实施方式中，定义倍数关系大于2的点是较大差异的点；然后对剩下各点的倍数关系取平均值，据此作为输出波形与标准波形的倍数匹配，预测输出波形，提前进行判断处理，调整控制软件产生的输出波形，通过每周期多次采样、调整，使输出波形无限逼近标准波形。
本实用新型通过以数字信号处理芯片TMS320LF2407定点式芯片为例，介绍了一种交流电数据采集电路，这不能被认为是对本实用新型权利要求的限制。如果本领域的技术人员依据本实用新型作出了非实质性的、显而易见的改变或改进，都应该属于本实用新型权利要求保护的范围。
权利要求1.一种交流电数据采集电路，其特征在于上述电路包括交流传感器信号模块、电平转换电路模块、数字信号处理芯片和软件控制单元，所述交流传感器信号模块产生的交流传感器信号经电平转换电路模块与数字信号处理芯片的A/D转换端口连接，所述软件控制单元直接嵌入在数字信号处理芯片内部。
2.根据权利要求1所述的交流电数据采集电路，其特征在于所述数字信号处理芯片采用TMS320LF2407定点式芯片。
专利摘要本实用新型涉及逆变电源信号采集领域，尤其涉及一种交流电数据采样电路。一种交流电数据采集电路包括交流传感器信号模块、电平转换电路模块、数字信号处理芯片和软件控制单元，所述交流传感器信号模块产生的交流传感器信号经电平转换电路模块与数字信号处理芯片的A/D转换端口连接，所述软件控制单元直接嵌入在数字信号处理芯片内部。本实用新型交流电数据采集电路采用了交流信号与数字信号处理芯片的A/D端口相连接，简化了硬件电路，数据处理算法简单，处理速度快，精度高，提高了系统的效率，保证了交流电源系统的实时精确控制要求。
文档编号H02M7/48GK2840057SQ200520065880
公开日2006年11月22日 申请日期2005年10月19日 优先权日2005年10月19日
发明者李永富, 杨志刚 申请人:珠海泰坦科技股份有限公司