。不仅能够对历史数据进行累积保存，还能防止掉电丢失数据。
[0036]优选地，电压采集电路包括分压电阻控制器，分压电阻控制器与第一光隔离开关相连接，用于在第一光隔离开关开启时，实现对电压采集电路的分档切换；以及电流采集电路包括差分运放控制器，差分运放控制器与第二光隔离开关相连接，用于在第二光隔离开关开启时，实现对电流采集电路的分档切换。
[0037]分压电阻控制器60与第一光隔离开关10相连接，通过第一光隔离开关的开启控制分压电阻控制器的档位切换，在第一光隔离开关开启时该分压电阻控制器能够采集电压数据。
[0038]差分运放控制器70与第二光隔离开关20相连接，通过第二光隔离开关的开启控制差分运放控制器的档位切换，在第二光隔离开关开启时，该差分运放控制器能够采集电流数据。
[0039]通过控制第一光隔离开关和第二光隔离开光同步开启，控制分压电路控制器和差分运放控制器同步采集数据，分压电路控制器
[0040]优选地，电压采集电路还包括第一调制器80，第一调制器连接在分压电阻控制器和现场可编程门阵列之间，用于在第一光隔离开关开启时采集电压数据；以及电流采集电路还包括第二调制器，第二调制器90连接在差分运放控制器和现场可编程门阵列之间，用于在第二光隔离开关开启时采集电流数据。
[0041]第一调制器和第二调制器均可以是隔离型二阶Σ - Λ调制器，能够对电压、电流进行同步隔离采样，由于涉及到高压、大电流的场合都要进行隔离设计，因此两个隔离型二阶Σ - Λ调制器对电压和电流分别进行隔离采样。第一调制器和第二调制器获得“0” “1”比特流。
[0042]由于电压采集电路和电流采集电路分别为两个采样电路，在两个采样电路中的隔离型二阶Σ-Λ调制器又能很好的进行隔离采样，因此，不需要复杂的隔离设计就能实现电压采集和电流采集的隔离，从而保证测量的线性度，进而提高了数字信号处理器计算的采样功率的精度。
[0043]优选地，直流功率采样系统还包括:隔离型can通道100，与数字信号处理器30相连接，用于将采集的电压数据和/或电流数据发送给总线。
[0044]隔离型can通道可以将数字信号处理器获取到电压数据和电流数据等发送给总线，也可以将存储在存储单元中的安时、瓦时或者其他采集参数等数据发送给总线。
[0045]优选地，直流功率采样系统还包括:复位按钮，与数字信号处理器相连接，用于在系统非正常工作时进行复位。
[0046]复位按钮可以是硬件看门够，能够在该系统处于非正常工作状态时进行复位。
[0047]优选地，直流功率采样系统还包括:数字滤波器，集成在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。
[0048]在现场可编程门阵列40中还集成有数字滤波器，该数字滤波器能够将二阶Σ-Λ调制器采集的“0” “1”比特流进行FIR数字滤波，在21US甚至更短的时间内计算出AD转换值。
[0049]优选地，数字滤波器还用于将采集到的模拟值转换为数字值。数字滤波器可以在21us甚至更短的时间内计算出AD转换值。
[0050]由于数字滤波器将模拟值转换为数字值的时间较短，因此，能够满足低通对电压环和电流环的快速响应的要求，可以提高采集电压数据和电流数据的速度。
[0051]本发明上述实施例提出的一种宽电压、大电流高精度同步隔离采样直流功率系统，实现了宽电压范围全量程误差< ±0.5V，电流全量程范围误差< ±0.1A，电压电流同步隔离采样保证了计算的功率、安时和瓦时的有效性，真实地反映了电池组当前状态，其中功率的误差< ±0.05W，在不校准的情况下，安时精度为0.3%，瓦时精度为0.5%。
[0052]本发明实现了宽电压、大电流全量程范围内同步隔离采样的高精度测量，并且由DSP算法实现了高精度的功率、安时和瓦时的计算。具体为:
[0053]①通过FPGA控制实现了电压、电流的同步采样；
[0054]②通过简化隔离设计，本系统的采样电路测量的电压、电流实际值和AD值的线性相关性达到了 0.999999%以上；
[0055]③使用数字信号处理器对采样电压、电流进行计算，实现了功率、安时和瓦时的准确计量和实时更新；
[0056]④系统满足了宽电压、大电流全量程范围内高精度要求，实现了功率、安时和瓦时计量的闻精度，指标如下:
[0057]0-1000V全量程范围内误差彡±0.5V，0_600A全量程范围内误差彡±0.1A，功率的误差< ±0.05W，在不校准的情况下，安时精度为0.3%，瓦时精度为0.5% ；
[0058]⑤系统采用DSP+FPGA作为主控制器，同时简化隔离设计带来PCB做得很小，低至21us及以下的采样时间满足了系统对电压环和电流环的快速响应要求，因此可方便拓展为AC-DC或者DC-DC的控制板。
[0059]在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0060]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种直流功率米样系统，其特征在于，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，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。2.根据权利要求1所述的直流功率采样系统，其特征在于，所述数字信号处理器还用于获取所述电压数据和所述电流数据的乘积作为采样功率。3.根据权利要求2所述的直流功率采样系统，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述的直流功率采样系统，其特征在于，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。5.根据权利要求1所述的直流功率采样系统，其特征在于， 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。6.根据权利要求5所述的直流功率采样系统，其特征在于， 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。7.根据权利要求1所述的直流功率采样系统，其特征在于，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。8.根据权利要求1所述的直流功率采样系统，其特征在于，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。9.根据权利要求1所述的直流功率采样系统，其特征在于，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。10.根据权利要求9所述的直流功率采样系统，其特征在于，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。
【专利摘要】本发明公开了一种直流功率采样系统。该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，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。通过本发明，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。
【IPC分类】G01R21/133
【公开号】CN105319437
【申请号】CN201410381882
【发明人】李香龙, 刘秀兰, 曾爽, 焦东升, 陈建树, 栾逢时, 关宇
【申请人】国家电网公司, 国网北京市电力公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年8月5日