一种配电单元的测控电路及其校准方法技术

本发明专利技术公开一种配电单元的测控电路及其校准方法，测控电路包括DSP芯片、存储芯片、电压信号调理电路和电流信号调理电路；所述DSP芯片用于实时采集所述电压信号调理电路的电压和电流信号调理电路的电流，并分析所述电压信号调理电路的电压和电流信号调理电路的电流的是否存在异常；所述存储芯片用于存储所述异常电压信号和电流信号；所述电压信号调理电路用于调理配电单元的输出电压，所述电流信号调理电路用于调理配电单元的输出电流。本发明专利技术能够简化配电单元输出的电流和电压的校准过程，而且对输出的电压电流实时录波，并结合时间节点存储异常数据，为用户分析设备用电情况提供数据支持。

A Measurement and Control Circuit of Distribution Unit and Its Calibration Method

【技术实现步骤摘要】
一种配电单元的测控电路及其校准方法
本专利技术涉及电子
技，特别是涉及一种配电单元的测控电路及其校准方法。
技术介绍
随着网络、通讯和计算机系统的大规模应用和发展，互联网数据中心的机房内通讯设备安装密度越来越大，对配电单元的位数要求也越来越高，这无疑给配电单元在生产过程中电压电流采样校准环节增加难度，通常配电单元中对电压电流采样通常采用线性插值法校准，但是这一方法若要获得更高的采样精度就需要校准更多的点，随着配电单元位数的增加，使这项工作变得繁琐复杂，容易出错，降低了产品生产合格率，且市场现有配电单元产品不具备电压电流录波功能，无法对电能故障分析和设备用电情况分析提供数据支持。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种配电单元的测控电路及其校准方法，能够简化配电单元输出的电流和电压的校准过程，而且对输出的电压电流实时录波，并结合时间节点存储异常数据，为用户分析设备用电情况提供数据支持。为实现上述目的，本专利技术提供了了如下技术方案：一种配电单元的测控电路，包括DSP芯片、存储芯片、电压信号调理电路和电流信号调理电路；所述DSP芯片用于实时采集所述电压信号调理电路的电压和电流信号调理电路的电流，并分析所述电压信号调理电路的电压和电流信号调理电路的电流的是否存在异常；所述存储芯片用于存储所述异常电压信号和电流信号；所述电压信号调理电路用于调理配电单元的输出电压，所述电流信号调理电路用于调理配电单元的输出电流；所述电压信号调理电路包括依次连接的电压信号拾取电路、第一直流分量发生电路和加法运算放大电路；所述电压信号拾取电路用于将配电单元的输出电压转换成峰—峰值为100mV～-100mV的交流小信号电压；所述第一直流分量发生电路用于将所述交流小信号电压的峰—峰值抬升到250mV～50mV；所述加法运算放大电路用于将所述抬升后的交流小信号电压放大至峰—峰值为2.5V～0.5V；所述加法运算放大电路与所述DSP芯片连接；所述电流信号调理电路包括第二直流分量发生电路、电流互感器、第一限流电阻和第一采样电阻；所述电流互感器的正极、第一限流电阻、第一采样电阻、电流互感器的负极依次连接；所述第二直流分量发生电路包括第一电源、第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一电源的输出端与所述第一分压电阻的一端连接，所述第一分压电阻的另一端与所述第二分压电阻一端连接，所述第二分压电阻另一端与模拟地连接，所述第一分压电阻另一端还与所述电流互感器的正极连接；所述第一限流电阻低电位一端与所述DSP芯片连接。优选的，所述电压信号拾取电路包括第二限流电阻、电流型电压互感器和第二采样电阻；配电单元的输出电压经过所述第二限流电阻输入到所述电流型电压互感器输入端，所述电流型电压互感器输出端连接所述第二采样电阻一端，所述第二采样电阻另一端与模拟地连接。优选的，所述第一直流分量发生电路包括第二电源、第三分压电阻、第四分压电阻、第一滤波电容、第二滤波电容和第一运算放大器；所述第二电源、第三分压电阻、第四分压电、模拟地按顺序依次连接，所述第一滤波电容和第二滤波电容并联在所述第四分压电阻上，所述第四分压电阻高电位一端还与所述第一运算放大器同向输入端连接，所述第一运算放大器的输出端和第一运算放大器的反向输入端连接。优选的，所述加法运算放大电路包括第五输入电阻、第六输入电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第二运算放大器；所述第二采样电阻高电位一端经过所述第五输入电阻后与所述第二运算放大器的同向输入端连接，所述第一运算放大器输出端经过所述第六输入电阻后与所述第二运算放大器的同向输入端连接；所述第七电阻一端与所述第二运算放大器的同向输入端连接，所述第七电阻另一端与模拟地连接；所述第八电阻一端与所述第二运算放大器的反向输入端连接，所述第八电阻另一端与模拟地连接；所述第九电阻一端与所述第二运算放大器的反向输入端连接，所述第九电阻另一端与所述第二运算放大器的输出端连接。优选的，所述电流信号调理电路为4路。优选的，还包括485通讯电路，用于所述测控电路与远程上位机通讯。优选的，所述485通讯电路包括地址拨码开关，用于设定所述测控电路的通讯地址。优选的，还包括网络通讯总线接口电路和电压总线接口电路，用于多个DSP芯片的级联。一种配电单元的测控电路的校准方法，包括：步骤一、向电压信号调理电路输入端输入标准电压信号，向电流信号调理电路输入端输入标准电流信号；步骤二、连续采样多次；所述采样包括：采集所述标准电压信号经过电压信号调理电路后一个单波周期内的最大值和最小值，采集所述标准电流信号经过电流信号调理电路后一个单波周期内的最大值和最小值；步骤三、计算采样电压最大值的平均值A，采样电压最小值的平均值C、采样电流最大值的平均值D和采样电流最小值的平均值E；步骤四、获取标准电压信号经过电压信号调理电路后的理论最大值F和理论最小值G，获取标准电流信号经过电流信号调理电路后的理论最大值H和理论最小值I；步骤五、采用公式Y1＝K1X1+B1校准所有采样电压值；其中，K1＝(F-G)/(A-C)，B1＝G-(F-G)*C/(A-C)，Y1为校准电压值，X1为实际采样电压值；采用公式Y2＝K2X2+B2校准所有采样电流值；其中，K2＝(H-I)/(D-E)，B2＝I-(H-I)*E/(D-E)，Y2为校准电流值，X2为实际采样电流值。优选的，所述标准电压信号为270V，标准电流信号为10A。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术通过DSP芯片实时采集配电单元的输出电压和电流，并分析所述电压和电流是否存在异常，当分析结果显示异常时，将异常数据结合发生异常的时间节点存储到存储芯片中，并可通过485通讯电路上传至远程上位机形成大数据，对设备用电情况有很好的监控作用；而且采用该测控电路对配电单元的输出电压和电流信号进行校准时，只需要外加一次标准信号，操作简单快捷，校准精度高，解决了配电单元在生产过程中校准复杂繁琐的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一种配电单元的测控电路的原理示意图；图2为本专利技术实施例一种配电单元的测控电路的电压信号调理电路原理图；图3为本专利技术实施例一种配电单元的测控电路的电流信号调理电路原理图；图4为本专利技术实施例一种配电单元的测控电路的校准方法的方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种配电单元的测控电路及其校准方法，能够简化配电单元输出的电流和电压的校准过程，而且对输出的电压电流实时录波，并结合时间节点存储异常数据，为用户分析设备用电情况提供数据支持。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电单元的测控电路，其特征在于，包括DSP芯片、存储芯片、电压信号调理电路和电流信号调理电路；所述DSP芯片用于实时采集所述电压信号调理电路的电压和电流信号调理电路的电流，并分析所述电压信号调理电路的电压和电流信号调理电路的电流的是否存在异常；所述存储芯片用于存储所述异常电压信号和电流信号；所述电压信号调理电路用于调理配电单元的输出电压，所述电流信号调理电路用于调理配电单元的输出电流；所述电压信号调理电路包括依次连接的电压信号拾取电路、第一直流分量发生电路和加法运算放大电路；所述电压信号拾取电路用于将配电单元的输出电压转换成峰—峰值为100mV～‑100mV的交流小信号电压；所述第一直流分量发生电路用于将所述交流小信号电压的峰—峰值抬升到250mV～50mV；所述加法运算放大电路用于将所述抬升后的交流小信号电压放大至峰—峰值为2.5V～0.5V；所述加法运算放大电路与所述DSP芯片连接；所述电流信号调理电路包括第二直流分量发生电路、电流互感器、第一限流电阻和第一采样电阻；所述电流互感器的正极、第一限流电阻、第一采样电阻、电流互感器的负极依次连接；所述第二直流分量发生电路包括第一电源、第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一电源的输出端与所述第一分压电阻的一端连接，所述第一分压电阻的另一端与所述第二分压电阻一端连接，所述第二分压电阻另一端与模拟地连接，所述第一分压电阻另一端还与所述电流互感器的正极连接；所述第一限流电阻低电位一端与所述DSP芯片连接。...

【技术特征摘要】
1.一种配电单元的测控电路，其特征在于，包括DSP芯片、存储芯片、电压信号调理电路和电流信号调理电路；所述DSP芯片用于实时采集所述电压信号调理电路的电压和电流信号调理电路的电流，并分析所述电压信号调理电路的电压和电流信号调理电路的电流的是否存在异常；所述存储芯片用于存储所述异常电压信号和电流信号；所述电压信号调理电路用于调理配电单元的输出电压，所述电流信号调理电路用于调理配电单元的输出电流；所述电压信号调理电路包括依次连接的电压信号拾取电路、第一直流分量发生电路和加法运算放大电路；所述电压信号拾取电路用于将配电单元的输出电压转换成峰—峰值为100mV～-100mV的交流小信号电压；所述第一直流分量发生电路用于将所述交流小信号电压的峰—峰值抬升到250mV～50mV；所述加法运算放大电路用于将所述抬升后的交流小信号电压放大至峰—峰值为2.5V～0.5V；所述加法运算放大电路与所述DSP芯片连接；所述电流信号调理电路包括第二直流分量发生电路、电流互感器、第一限流电阻和第一采样电阻；所述电流互感器的正极、第一限流电阻、第一采样电阻、电流互感器的负极依次连接；所述第二直流分量发生电路包括第一电源、第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一电源的输出端与所述第一分压电阻的一端连接，所述第一分压电阻的另一端与所述第二分压电阻一端连接，所述第二分压电阻另一端与模拟地连接，所述第一分压电阻另一端还与所述电流互感器的正极连接；所述第一限流电阻低电位一端与所述DSP芯片连接。2.根据权利要求1所述的一种配电单元的测控电路，其特征在于，所述电压信号拾取电路包括第二限流电阻、电流型电压互感器和第二采样电阻；配电单元的输出电压经过所述第二限流电阻输入到所述电流型电压互感器输入端，所述电流型电压互感器输出端连接所述第二采样电阻一端，所述第二采样电阻另一端与模拟地连接。3.根据权利要求2所述的一种配电单元的测控电路，其特征在于，所述第一直流分量发生电路包括第二电源、第三分压电阻、第四分压电阻、第一滤波电容、第二滤波电容和第一运算放大器；所述第二电源、第三分压电阻、第四分压电、模拟地按顺序依次连接，所述第一滤波电容和第二滤波电容并联在所述第四分压电阻上，所述第四分压电阻高电位一端还与所述第一运算放大器同向输入端连接，所述第一运算放大器的输出端和第一运算放大器的反向输入端连接。4.根据权利要求3所述的一种配电单元的测控电路，其特征在于，所述加法运...

【专利技术属性】
技术研发人员：李居东，陈晓光，许兴印，李明林，杨洪广，薛超雷，臧昭东，
申请(专利权)人：哈尔滨研拓科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23