一种脉冲电源数据采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种脉冲电源数据采集系统，包括电压采集电路、电流采集电路和控制器；电压采集电路包括隔离放大电路、第一电压跟随电路和第一AD转换电路；电流采集电路包括第二电压跟随电路和第二AD转换电路；脉冲电源中检测点处的电压信号输入到隔离放大电路中消除共模电压并进行隔离；经隔离放大电路处理后的信号通过第一电压跟随电路滤波后，经第一AD转换电路转换为数字信号输入控制器；脉冲电源产生的脉冲电流通过电流传感器检测输出电压信号，输入到第二电压跟随电路滤波后，经第二AD转换电路转换为数字信号输入控制器。本发明专利技术可以实现脉冲电源中电流和电压的实时、高速采集。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲电源数据采集系统
本专利技术属于脉冲电源
，具体涉及一种脉冲电源数据采集系统。
技术介绍
目前，电镀已广泛应用于印刷电路板、芯片封装、光电子器件，以及某些武器的关键零部件的表面防腐处理，要求镀层致密性好、表面缺陷少。在现有的制备方法中，脉冲电镀，包括单向脉冲和周期换向脉冲电镀，是获得高质量镀层常用且高效的方法。研究发现在电镀过程中，除了电镀液以外，脉冲电源输出的电流波形参数对镀层的质量影响较大，所以脉冲电源输出电流波形的好坏直接决定镀层质量。目前，现有脉冲电镀电源系统多是面向大功率、大电流的镀金工艺，其输出的脉冲电流精度较低，最低只能到数十毫安，制备的镀金层致密性难以满足精密零件的镀金需求。现有脉冲电镀电源输出的脉冲电流精度不高的原因一般是其采用的电流传感器和AD转换芯片的精度不够高，或是参数的采集速度较慢，导致控制相对滞后。为得到足够高精度的脉冲电流，需要在高速高精度的电流传感器和AD转换芯片的基础上，设计一种高速、准确、实时性好、稳定性好的电流、电压数据采集系统。
技术实现思路
为了解决现有脉冲电镀电源中脉冲电流精度不高、稳定性较差的问题，本专利技术提供了一种脉冲电源数据采集系统。本专利技术实现对脉冲电镀电源中电流和电压的高速、高精度采集。本专利技术通过下述技术方案实现：一种脉冲电源数据采集系统，包括电压采集电路、电流采集电路和控制器；其中，所述电压采集电路包括隔离放大电路、第一电压跟随电路和第一AD转换电路；所述电流采集电路包括第二电压跟随电路和第二AD转换电路；所述脉冲电源中检测点处的电压信号输入到所述隔离放大电路中消除共模电压并进行隔离；经所述隔离放大电路处理后的信号通过所述第一电压跟随电路滤波后，经所述第一AD转换电路转换为数字信号输入到所述控制器中；所述脉冲电源产生的脉冲电流通过电流传感器检测输出电压信号，所述电流传感器输出的电压信号输入到所述第二电压跟随电路滤波后，经所述第二AD转换电路转换为数字信号输入到所述控制器中。优选的，本专利技术的隔离放大电路包括隔离放大器U3、输入端滤波模块、输出端滤波模块；电压信号输入到所述隔离放大电路后经所述输入端滤波模块进行滤波处理后，进入所述隔离放大器U3的输入端；所述隔离放大器U3的输出端输出信号经所述输出端滤波模块进行滤波后输出。优选的，本专利技术的输入端滤波模块包括滤波电阻R8、二极管D5和滤波电容C51；所述滤波电容C51和所述二极管D5并联连接在所述滤波电阻R8的一端和电源端之间；所述滤波电阻R8的另一端与所述隔离放大器U3的输入端连接；所述滤波电容C51、所述二极管D5和所述滤波电阻R8的公共连接端作为所述隔离放大电路的输入端。优选的，本专利技术的输出端滤波模块包括滤波电阻R9、滤波电阻R10、二极管D6和滤波电容C52；所述隔离放大器U3的输出端与所述滤波电阻R10的一端连接，所述滤波电阻R10的另一端作为所述隔离放大电路的输出端并与滤波电阻R9的一端连接，所述滤波电阻R9的另一端接地；所述滤波电容C52和所述二极管D6并联连接在所述隔离放大器U3的输出端和地之间。优选的，本专利技术的第一电压跟随电路和第二电压跟随电路的电路结构相同，包括放大器U4、输入滤波模块和输出滤波模块；所述电压跟随电路的输入信号经所述输入滤波模块滤波后输入到所述放大器U4中，所述放大器U4的输出端输出的信号经所述输出滤波模块滤波后输出。优选的，本专利技术的输入滤波模块包括滤波电阻R11、二极管D7和滤波电容C58；所述滤波电阻R11的一端作为所述电压跟随电路的信号输入端，所述滤波电阻R11的另一端与所述放大器U4的输入端连接；所述二极管D7和滤波电容C58并联连接在所述放大器U4的输入端与地之间。优选的，本专利技术的输出滤波模块包括滤波电阻R12和滤波电容C61；所述滤波电阻R12的一端与所述放大器U4的输出端连接，所述滤波电阻R12的另一端与所述滤波电容C61的一端连接，所述滤波电容C61的另一端接地；所述滤波电阻R12和所述滤波电容C61的公共连接端作为所述电压跟随电路的信号输出端。优选的，本专利技术的第一AD转换电路和第二AD转换电路的电路结构相同，包括AD转换芯片U5和滤波电容C62；所述电压跟随电路输出的信号经所述滤波电容C62滤波后，输入到所述AD转换芯片U5中，所述AD转换芯片U5将输入的模拟信号转换为数字信号后通过SDO引脚输入到所述控制器中。优选的，本专利技术的控制器基于FPGA实现，所述AD转换芯片采用AD7895。本专利技术以FPGA为控制核心，并采用精度高、采集速率快的AD7985构建了脉冲电源的采集系统，实现了对电流和电压高速、高精度采集。优选的，本专利技术的控制器对所述第一转换电路和第二AD转换电路进行控制。本专利技术具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术可以实现脉冲电源中电流和电压的实时、高速采集；2、本专利技术以FPGA为控制核心，并采用高采样率、高精度的AD转换芯片以及相关滤波隔离电路使得采集的电流、电压参数精度较高。3、本专利技术可以同时实现多路电流和多路电压的采集，且应用范围广，能够应用于任意高速高精度的采样中。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术的数据采集系统原理框图。图2为本专利技术的隔离放大电路原理图。图3为本专利技术的电压跟随电路原理图。图4为本专利技术的AD转换电路原理图。图5为本专利技术的AD7985芯片数据转换流程示意图。具体实施方式在下文中，可在本专利技术的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所专利技术的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本专利技术的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。在本专利技术的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。在本专利技术的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本专利技术的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。应注意到：如果描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲电源数据采集系统，其特征在于，包括电压采集电路、电流采集电路和控制器；/n其中，所述电压采集电路包括隔离放大电路、第一电压跟随电路和第一AD转换电路；/n所述电流采集电路包括第二电压跟随电路和第二AD转换电路；/n所述脉冲电源中检测点处的电压信号输入到所述隔离放大电路中消除共模电压并进行隔离；经所述隔离放大电路处理后的信号通过所述第一电压跟随电路滤波后，经所述第一AD转换电路转换为数字信号输入到所述控制器中；/n所述脉冲电源产生的脉冲电流通过电流传感器检测输出电压信号，所述电流传感器输出的电压信号输入到所述第二电压跟随电路滤波后，经所述第二AD转换电路转换为数字信号输入到所述控制器中。/n

【技术特征摘要】
1.一种脉冲电源数据采集系统，其特征在于，包括电压采集电路、电流采集电路和控制器；
其中，所述电压采集电路包括隔离放大电路、第一电压跟随电路和第一AD转换电路；
所述电流采集电路包括第二电压跟随电路和第二AD转换电路；
所述脉冲电源中检测点处的电压信号输入到所述隔离放大电路中消除共模电压并进行隔离；经所述隔离放大电路处理后的信号通过所述第一电压跟随电路滤波后，经所述第一AD转换电路转换为数字信号输入到所述控制器中；
所述脉冲电源产生的脉冲电流通过电流传感器检测输出电压信号，所述电流传感器输出的电压信号输入到所述第二电压跟随电路滤波后，经所述第二AD转换电路转换为数字信号输入到所述控制器中。


2.根据权利要求1所述的一种脉冲电源数据采集系统，其特征在于，所述隔离放大电路包括隔离放大器U3、输入端滤波模块、输出端滤波模块；
电压信号输入到所述隔离放大电路后经所述输入端滤波模块进行滤波处理后，进入所述隔离放大器U3的输入端；
所述隔离放大器U3的输出端输出信号经所述输出端滤波模块进行滤波后输出。


3.根据权利要求2所述的一种脉冲电源数据采集系统，其特征在于，所述输入端滤波模块包括滤波电阻R8、二极管D5和滤波电容C51；
所述滤波电容C51和所述二极管D5并联连接在所述滤波电阻R8的一端和电源端之间；所述滤波电阻R8的另一端与所述隔离放大器U3的输入端连接；所述滤波电容C51、所述二极管D5和所述滤波电阻R8的公共连接端作为所述隔离放大电路的输入端。


4.根据权利要求2所述的一种脉冲电源数据采集系统，其特征在于，所述输出端滤波模块包括滤波电阻R9、滤波电阻R10、二极管D6和滤波电容C52；
所述隔离放大器U3的输出端与所述滤波电阻R10的一端连接，所述滤波电阻R10的另一端作为所述隔离放大电路的输出端并与滤波电阻R9的一端连接，所述滤波电阻R9的另一端接地；
所述滤波电容C52和所述二极管D6并联连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘广民，张林，沈杰，戴越，张勇斌，王晗，龙飞，文赛科，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51