瞬时过电压采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种瞬时过电压采集装置，包括运算放大单元、信息记录模块、滤波电路、模数转换器、同步动态随机存储器、PCI接口、FPGA、时钟芯片、显示屏和供电电源；模数转换器包括运算放大器、比较器、时钟电路、数字抽选滤波器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管的漏极通过第一电阻连接电源正端，第一MOS管的源极通过第二电阻接地，第二MOS管的源极还通过第五电阻与运算放大器的同向输入端连接，第二MOS管的漏极通过第三电阻连接电源负端。本发明专利技术能还原出过电压产生的情形、能为电力故障诊断提供分析依据、电路安全性和可靠性较高。

Instantaneous overvoltage acquisition device

The invention discloses an instantaneous overvoltage acquisition device, which comprises an operational amplifier unit, an information recording module, a filtering circuit, an analog-to-digital converter, a synchronous dynamic random access memory, a PCI interface, an FPGA, a clock chip, a display screen and a power supply; an analog-to-digital converter includes an operational amplifier, a comparator, a clock circuit, and a digital circuit. The drain of the first MOS transistor is connected to the positive end of the power supply through the first resistance. The source of the first MOS transistor is grounded through the second resistance. The source of the second MOS transistor is also grounded through the fifth resistance. The resistance is connected to the co-input of the operational amplifier, and the drain of the second MOS transistor is connected to the negative end of the power supply through the third resistance. The invention can restore the situation of overvoltage, provide analysis basis for electric power fault diagnosis, and have high circuit safety and reliability.

【技术实现步骤摘要】
瞬时过电压采集装置
本专利技术涉及电压采集装置领域，特别涉及一种瞬时过电压采集装置。
技术介绍
暂态现象表现为从一个稳定的状态过度到另外一个状态。电力系统过电压是电力系统在特定条件下所出现的超过正常工作电压的异常电压升高的暂态现象，就其根本的产生根源来说，可以分为外部过电压和内部过电压。外部过电压又称雷电过电压或大气过电压。内部过电压是由电力系统内部的能量转化或传递引起的。电力系统过电压的产生是随机的，而内、外过电压又具有不同的特点：内过电压频谱很宽，通常从几十赫兹到几千赫兹，外部过电压波头较陡，幅值很高。因此，当内、外过电压同时采集时，容易出现数据的丢失，必须加以适当的控制，才能在不影响采集速度的基础上，提高采样的精度。现有的电压采集装置仅能采集过电压，而不能还原出过电压产生的情形，这样就不便于对电网质量进行分析，从而不能为电力故障诊断提供分析依据。现有的电压采集装置由于缺少电路保护功能，其安全性和可靠性较低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能还原出过电压产生的情形、能为电力故障诊断提供分析依据、电路安全性和可靠性较高的瞬时过电压采集装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种瞬时过电压采集装置，包括运算放大单元、信息记录模块、滤波电路、模数转换器、同步动态随机存储器、PCI接口、FPGA、时钟芯片、显示屏和供电电源，所述运算放大单元对接收的原始过电压信号进行放大，并将放大后的过电压信号发送到所述滤波电路进行滤波，所述滤波电路将滤波后的过电压信号发送到所述模数转换器转换为数字电压信号，所述模数转换器在所述FPGA的时序控制下将所述数字电压信号依序存储到所述同步动态随机存储器中，当所述同步动态随机存储器中的数字电压信号达到半满状态后，所述FPGA向所述同步动态随机存储器产生中断信号，所述同步动态随机存储器将所述数字电压信号通过所述PCI接口传送到计算机，所述信息记录模块记录过电压波形、幅值和过电压发生的时间并将其发送到所述FPGA，所述FPGA进行分析后还原出过电压产生的情形，所述显示屏与所述FPGA连接、用于显示所述数字电压信号的波形，所述时钟芯片与所述FPGA连接、用于提供时钟，所述供电电源分别与所述运算放大单元、滤波电路和FPGA连接、用于为所述瞬时过电压采集装置供电；所述模数转换器包括运算放大器、比较器、时钟电路、数字抽选滤波器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的漏极通过所述第一电阻连接电源正端，所述第一MOS管的源极通过所述第二电阻接地，所述第二MOS管的源极还通过所述第五电阻与所述运算放大器的同向输入端连接，所述第二MOS管的漏极通过所述第三电阻连接电源负端，所述第二MOS管的源极通过所述第四电阻连接参考电源端或接地，所述第二MOS管的源极与所述运算放大器的反相输入端连接，所述运算放大器的同向输入端还通过所述第一电容与其输出端连接，所述运算放大器的输出端通过所述第二电容与所述比较器的输入端连接，所述比较器的输出端与所述数字抽选滤波器连接，所述比较器的输出端还连接参考电源端或接地，所述比较器还连接所述时钟电路。在本专利技术所述的瞬时过电压采集装置中，所述模数转换器还包括第六电阻，所述第二MOS管的源极通过所述第六电阻与所述运算放大器的反相输入端连接。在本专利技术所述的瞬时过电压采集装置中，所述模数转换器还包括第三电容，所述比较器的输出端通过所述第三电容与所述数字抽选滤波器连接。在本专利技术所述的瞬时过电压采集装置中，所述模数转换器还包括第七电阻，所述第七电阻与所述第一电容并联。在本专利技术所述的瞬时过电压采集装置中，所述模数转换器还包括第八电阻，所述第八电阻的一端连接所述参考电源端或接地，所述第八电阻的另一端与所述数字抽选滤波器连接。在本专利技术所述的瞬时过电压采集装置中，所述模数转换器还包括第九电阻，所述比较器还通过所述第九电阻连接所述时钟电路。实施本专利技术的瞬时过电压采集装置，具有以下有益效果：由于设有运算放大单元、信息记录模块、滤波电路、模数转换器、同步动态随机存储器、PCI接口、FPGA、时钟芯片、显示屏和供电电源，该瞬时过电压采集装置对过电压进行实时采集，记录过电压波形、幅值和过电压发生的时间，还原出过电压产生的情形，对电网质量的分析和电力故障诊断提供分析依据，模数转换器包括运算放大器、比较器、时钟电路、数字抽选滤波器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第一MOS管和第二MOS管，第五电阻用于进行过流保护，第二电容用于防止运算放大器和比较器之间的干扰，因此其能还原出过电压产生的情形、能为电力故障诊断提供分析依据、电路安全性和可靠性较高。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，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术瞬时过电压采集装置一个实施例中的结构示意图；图2为所述实施例中模数转换器的电路原理图。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。在本专利技术瞬时过电压采集装置实施例中，该瞬时过电压采集装置的结构示意图如图1所示。图1中，该瞬时过电压采集装置包括运算放大单元1、信息记录模块2、滤波电路3、模数转换器4、同步动态随机存储器5、PCI接口6、FPGA7、时钟芯片8、显示屏9和供电电源10，其中，运算放大单元1对接收的原始过电压信号进行放大，并将放大后的过电压信号发送到滤波电路3进行滤波，滤波电路3将滤波后的过电压信号发送到模数转换器4转换为数字电压信号，模数转换器4在FPGA7的时序控制下将数字电压信号依序存储到同步动态随机存储器5中。当同步动态随机存储器5中的数字电压信号达到半满状态后，FPGA7向同步动态随机存储器5产生中断信号，同步动态随机存储器5将数字电压信号通过PCI接口6传送到计算机，信息记录模块2记录过电压波形、幅值和过电压发生的时间并将其发送到FPGA7，FPGA7对其进行分析后还原出过电压产生的情形，显示屏9与FPGA7连接、用于显示数字电压信号的波形，时钟芯片8与FPGA7连接、用于提供时钟，供电电源10分别与运算放大单元1、滤波电路3和FPGA7连接、用于为该瞬时过电压采集装置供电。本实施例中，FPGA芯片7选用的型号为XC3S400AN；时钟芯片8选用的型号为DS1302。本专利技术通过FPGA7的时序控制，把将滤波后的过电压信号经模数转换器4转换后的数字电压信号，存储到同步动态随机存储器5中，并在同步动态随机存储器5中的数据达到半满状态后，由FPGA7产生中断信号，将数字电压信号通过PCI接口6传给计算机，在保证采集速率的基础上，得到一个较高的采样精度，从而在兼顾内、外过电压采集时，避免本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种瞬时过电压采集装置，其特征在于，包括运算放大单元、信息记录模块、滤波电路、模数转换器、同步动态随机存储器、PCI接口、FPGA、时钟芯片、显示屏和供电电源，所述运算放大单元对接收的原始过电压信号进行放大，并将放大后的过电压信号发送到所述滤波电路进行滤波，所述滤波电路将滤波后的过电压信号发送到所述模数转换器转换为数字电压信号，所述模数转换器在所述FPGA的时序控制下将所述数字电压信号依序存储到所述同步动态随机存储器中，当所述同步动态随机存储器中的数字电压信号达到半满状态后，所述FPGA向所述同步动态随机存储器产生中断信号，所述同步动态随机存储器将所述数字电压信号通过所述PCI接口传送到计算机，所述信息记录模块记录过电压波形、幅值和过电压发生的时间并将其发送到所述FPGA，所述FPGA进行分析后还原出过电压产生的情形，所述显示屏与所述FPGA连接、用于显示所述数字电压信号的波形，所述时钟芯片与所述FPGA连接、用于提供时钟，所述供电电源分别与所述运算放大单元、滤波电路和FPGA连接、用于为所述瞬时过电压采集装置供电；所述模数转换器包括运算放大器、比较器、时钟电路、数字抽选滤波器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的漏极通过所述第一电阻连接电源正端，所述第一MOS管的源极通过所述第二电阻接地，所述第二MOS管的源极还通过所述第五电阻与所述运算放大器的同向输入端连接，所述第二MOS管的漏极通过所述第三电阻连接电源负端，所述第二MOS管的源极通过所述第四电阻连接参考电源端或接地，所述第二MOS管的源极与所述运算放大器的反相输入端连接，所述运算放大器的同向输入端还通过所述第一电容与其输出端连接，所述运算放大器的输出端通过所述第二电容与所述比较器的输入端连接，所述比较器的输出端与所述数字抽选滤波器连接，所述比较器的输出端还连接参考电源端或接地，所述比较器还连接所述时钟电路。...

【技术特征摘要】
1.一种瞬时过电压采集装置，其特征在于，包括运算放大单元、信息记录模块、滤波电路、模数转换器、同步动态随机存储器、PCI接口、FPGA、时钟芯片、显示屏和供电电源，所述运算放大单元对接收的原始过电压信号进行放大，并将放大后的过电压信号发送到所述滤波电路进行滤波，所述滤波电路将滤波后的过电压信号发送到所述模数转换器转换为数字电压信号，所述模数转换器在所述FPGA的时序控制下将所述数字电压信号依序存储到所述同步动态随机存储器中，当所述同步动态随机存储器中的数字电压信号达到半满状态后，所述FPGA向所述同步动态随机存储器产生中断信号，所述同步动态随机存储器将所述数字电压信号通过所述PCI接口传送到计算机，所述信息记录模块记录过电压波形、幅值和过电压发生的时间并将其发送到所述FPGA，所述FPGA进行分析后还原出过电压产生的情形，所述显示屏与所述FPGA连接、用于显示所述数字电压信号的波形，所述时钟芯片与所述FPGA连接、用于提供时钟，所述供电电源分别与所述运算放大单元、滤波电路和FPGA连接、用于为所述瞬时过电压采集装置供电；所述模数转换器包括运算放大器、比较器、时钟电路、数字抽选滤波器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的漏极通过所述第一电阻连接电源正端，所述第一MOS管的源极通过所述第二电阻接地，所述第二MOS管...

【专利技术属性】
技术研发人员：张滨英，
申请(专利权)人：长沙英雁电子有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43