直流功率采样系统的制作方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。此夕卜，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。
[0004]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】
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
【附图说明】
[0017]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0018]图1是根据本发明实施例的直流功率采样系统的示意图。
【具体实施方式】
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0020]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0021]需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0022]本发明实施例提供了一种直流功率采样系统。
[0023]图1是根据本发明实施例的直流功率采样系统的示意图。以下结合图1对本发明实施例的直流功率采样系统进行说明。
[0024]第一光隔离开关10设置在电压采集电路中，用于在开启时接通电压采集电路。
[0025]第二光隔离开关20，设置在电流采集电路中，用于在开启时接通电流采集电路。
[0026]数字信号处理器30用于控制第一光隔离开关和第二光隔离开关同步开启。
[0027]现场可编程门阵列40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。
[0028]数字信号处理器30与现场可编程门阵列(FPGA)40相连接，能够控制第一光隔离开关10和第二光隔离开关20的开启或者关闭。当第一光隔离开关10开启时，电压采集电路接通，可以进行电压采集，当第二光隔离开关20开启时，电流采集电路接通，可以进行电流采集。通过控制第一光隔离开关10和第二光隔离开关20的同步开启，使得电流采集电路和电压采集电路同步进行采集，此时，可以通过现场可编程门阵列40控制电压采集电路采集电压数据，并且同步控制电流采集电路采集电流数据。
[0029]通过数字信号处理器控制第一光隔离开关和第二光隔离开关的同步开启，电压采集电路采集电压数据，并且控制电流采集电路采集电流数据。由于数字信号处理器能够控制两个光隔离开关同时开启，则现场可编程门阵列可以同时驱动电压采集电路和电流采集分别采集电流数据和电压数据，从而解决了现有技术中进行成组电池测量时采集电压和电流的数据不同步的问题，进而达到了同步采集电压和电流数据的效果。
[0030]优选地，数字信号处理器还用于获取电压数据和电流数据的乘积作为采样功率。
[0031]数字信号处理器与FPGA相连接，可以通过并口控制总线从FPGA中获取采集到的电压数据和电流数据，数字信号处理器将采集到的电压数据和电流数据进行乘积运算，得到采样功率。
[0032]优选地，数字信号处理器还用于根据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，根据采样功率在预定时间段内对电流进行积分计算，得到瓦时。
[0033]数字信号处理器还可以将计算得到的采样功率计算预定时间段内的安时或者瓦时。在预定时间段内对电压进行积分，得到安时，在预定时间内对电流进行积分，得到瓦时。
[0034]优选地，直流功率采样系统还包括:存储单元，与数字信号处理器处理器相连接，用于存储采集的电压数据、电流数据、采样功率以及安时和瓦时。
[0035]直流功率采样系统还包括存储单元50，存储单元可以是EEPR0M，存储单元能够存储采集的电压数据、电流数据，还能够存储由数字信号处理器30计算的采样功率和安时、瓦时等数据