本實(shí)用新型涉一種具有光纖接口的模擬量采集裝置，屬于電量采集領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

IGBT(絕緣柵雙極性晶體管)廣泛應(yīng)用于電力電子行業(yè)，是實(shí)現(xiàn)功率變換的核心部件，集成了高壓、大電流和高頻三大技術(shù)優(yōu)勢，在大功率逆變電源行業(yè)有廣泛應(yīng)用。

在風(fēng)電等大功率新能源逆變產(chǎn)品中，主控器需要實(shí)時(shí)檢測IGBT工作時(shí)的電流、電壓、溫度等模擬量信息，以便在IGBT故障發(fā)生前能及早發(fā)現(xiàn)問題，在故障發(fā)生時(shí)做出正確的保護(hù)動(dòng)作，并在故障發(fā)生后提取故障前后時(shí)刻信息，實(shí)現(xiàn)故障原因分析。

目前，模擬量采集主要的方案有兩種，一種是利用線纜傳輸模擬量，在控制器部分進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，該方法傳輸信號容易受到IGBT工作時(shí)的電磁干擾，不利于長距離傳輸，精度低，并且不易實(shí)現(xiàn)功率器件并聯(lián)；另一種是在模擬量信號就地采集，使用CAN或者RS485等通訊協(xié)議傳輸數(shù)字信號，該方法達(dá)不到高的采樣率，并且不能實(shí)現(xiàn)功率器件并聯(lián)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種具有光纖接口的模擬量采集裝置，在實(shí)現(xiàn)模擬量信號的長距離傳輸，并具有抗電磁干擾和高絕緣能力。

本實(shí)用新型的上述目的是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

提供一種具有光纖接口的模擬量采集裝置，包括傳感器模塊，濾波及調(diào)理模塊，AD采樣模塊，處理器模塊，光纖通訊模塊；

所述傳感器模塊包括電流傳感器、電壓傳感器和/或溫度傳感器，采集模擬量信號轉(zhuǎn)化為電信號，并發(fā)送給濾波及調(diào)理模塊；

所述濾波及調(diào)理模塊包括增益調(diào)節(jié)電路和濾波電路，所述增益調(diào)節(jié)電路將傳感器模塊發(fā)送的電信號調(diào)節(jié)大小后發(fā)送給濾波電路，由所述濾波電路濾波后輸出至AD采樣模塊；

AD采樣模塊接收濾波電路輸出的信號，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號發(fā)送給處理器模塊；

處理器模塊接收AD采樣模塊發(fā)送的數(shù)字信號，進(jìn)行編碼后發(fā)送給光纖通訊模塊；

所述光纖通訊模塊接收處理器模塊編碼后的信號，并通過光纖發(fā)送。

優(yōu)選的，增益調(diào)節(jié)電路組成如下：電阻R1的一端接收傳感器模塊發(fā)送的電信號，另一端連接第一運(yùn)算放大器(U1A)的正輸入端，第一運(yùn)算放大器(U1A)的正輸入端經(jīng)電阻R3接地，第一運(yùn)算放大器(U1A)的負(fù)輸入端經(jīng)電阻R2接地，電阻R4連接在第一運(yùn)算放大器(U1A)的負(fù)輸入端和輸出端之間，第一運(yùn)算放大器(U1A)的輸出端輸出調(diào)節(jié)大小后的電信號。

優(yōu)選的，其中電阻R1與電阻R2阻值相等，電阻R3與電阻R4阻值相等，增益調(diào)節(jié)電路的調(diào)節(jié)比例為R3/R1。

優(yōu)選的，濾波電路組成如下：電阻R5的一端接收增益調(diào)節(jié)電路輸出的電信號，另一端通過電容C6接地，電阻R5的另一端還連接第二運(yùn)算放大器(U1B)的正輸入端，第二運(yùn)算放大器(U1B)的負(fù)輸入端與輸出端相連，第二運(yùn)算放大器(U1B)的輸出端輸出濾波后的電信號至AD采樣模塊。

優(yōu)選的，電流傳感器采用開環(huán)或閉環(huán)的LEM傳感器或者電流CT。

優(yōu)選的，電壓傳感器使用LEM傳感器或者電壓PT。

優(yōu)選的，處理器采用CPLD、FPGA、ARM或DSP。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

(1)本實(shí)用新型的模擬量采集裝置抗干擾能力強(qiáng)，精度高，易于與大功率逆變器并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對IGBT相關(guān)的模擬信號檢測。

(2)本實(shí)用新型的模擬量采集裝置采用光纖通訊，克服了IGBT工作時(shí)的電磁干擾，易于信號長距離傳輸。

(3)本實(shí)用新型的模擬量采集裝置可根據(jù)實(shí)際需求選擇使用電流傳感器、電壓傳感器和/或溫度傳感器，選擇靈活，適用性強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型模擬量采集裝置的原理框圖；

圖2為濾波及調(diào)理模塊電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述：

如圖1所示本實(shí)用新型的模擬量采集裝置包括傳感器模塊，濾波及調(diào)理模塊，AD采樣模塊，處理器模塊，光纖通訊模塊。

首先模擬量信號接入到電流、電壓或者溫度傳感器，電流傳感器可使用開環(huán)或者閉環(huán)的LEM傳感器或者電流CT，電壓傳感器可使用LEM傳感器或者電壓PT，溫度傳感器可以使用PT100或者NTC電阻。傳感器將大電流或者高電壓的信號轉(zhuǎn)變?yōu)樾‰娏骰蛘叩碗妷盒盘?，將溫度信號轉(zhuǎn)化為電信號，該信號經(jīng)過濾波和調(diào)理電路后進(jìn)入到A/D轉(zhuǎn)換器。濾波和調(diào)理電路可采用增益調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)電信號大小，一階RC濾波或者多階多濾波進(jìn)行濾波。A/D轉(zhuǎn)換器的工作流程由處理器來控制，處理器可用CPLD、FPGA、ARM和DSP等器件，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，數(shù)字信號通過處理器編碼后通過光纖發(fā)送接口發(fā)送給上位機(jī)，編碼采用現(xiàn)有的常規(guī)編碼方式。

處理器和光纖發(fā)送電路可將AD數(shù)據(jù)編碼傳輸，同時(shí)，光纖接收電路也可以接收將上位機(jī)發(fā)送的同步信號進(jìn)行解碼，可做到多個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊的同時(shí)采樣。

參見圖2，增益調(diào)節(jié)電路組成如下：電阻R1的一端接收傳感器模塊發(fā)送的電信號，另一端連接第一運(yùn)算放大器U1A的正輸入端，第一運(yùn)算放大器U1A的正輸入端經(jīng)電阻R3接地，第一運(yùn)算放大器U1A的負(fù)輸入端經(jīng)電阻R2接地，電阻R4連接在第一運(yùn)算放大器U1A的負(fù)輸入端和輸出端之間，第一運(yùn)算放大器U1A的輸出端輸出調(diào)節(jié)大小后的電信號。其中電阻R1與電阻R2阻值相等，電阻R3與電阻R4阻值相等，增益調(diào)節(jié)電路的調(diào)節(jié)比例為R3/R1。

濾波電路組成如下：電阻R5的一端接收增益調(diào)節(jié)電路輸出的電信號，另一端通過電容C6接地，電阻R5的另一端還連接第二運(yùn)算放大器U1B的正輸入端，第二運(yùn)算放大器U1B的負(fù)輸入端與輸出端相連，第二運(yùn)算放大器U1B的輸出端輸出濾波后的電信號至AD采樣模塊。

處理器同時(shí)還可接收上位機(jī)下行給模擬量采集模塊的數(shù)據(jù)，本實(shí)用新型首先經(jīng)由傳感器模塊實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，光纖通訊具有更高的電氣隔離能力和抗電磁干擾能力，最終實(shí)現(xiàn)模擬量信號的長距離傳輸。

以上所述，僅為實(shí)用新型最佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本實(shí)用新型說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。