[實用新型]高壓無功補償裝置用的A/D轉換電路

有效

• 申請號: 201020531144.7
• 申請日: 2010-09-16
• 公開（公告）號: CN201839275U
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 王國強;王瑞艦;陶長海;齊紅超;邢金偉;費承堯
• 申請（專利權）人: 哈爾濱九洲電氣股份有限公司
• 主分類號: H03M1/38
• 分類號: H03M1/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本實用新型涉及一種A/D轉換技術，特別是涉及一種高壓無功補償裝置用的A/D轉換電路。

二、背景技術

在高壓無功補償裝置的實際運行過程中，數據采集是非常重要的一環，決定了該系統能否安全高效的工作。如果實時采集系統的測量數據并進行轉換處理，無論采用何種程序算法，都要求CPU應具有較快的處理速度，同時A/D的轉換速度和轉換精度也要盡可能的高。以往的無功補償裝置采用的A/D的轉換芯片往往是十位的，單通道的轉換時間和采樣時間也都比較長，而且無法實現多通道同步采樣；有的控制器采用單片機內置的A/D轉換器進行數據采集，不僅使單片機負擔較重，而且因其沒有專門的浮點計算單元和16位精度的限制，使得計算時間較長且精度不高，不能滿足實際控制的需要。

三、發明內容

本實用新型的目的在于提供一種高精度A/D轉換電路，此電路克服了上述電路的缺點，以最快的轉換時間和較高的轉換精度來實現對數據的采集處理，能節約制造成本、提高工作效率。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：一種高壓無功補償裝置用的A/D轉換電路包括電壓、電流互感器、信號放大電路、A/D轉換芯片、譯碼電路、微處理器組成，其特征在于電壓、電流互感器將采集的信號進行轉換送入到信號放大電路處理，信號放大電路再將信號送入A/D轉換芯片進行模/數轉換，待模/數轉換結束后送到微處理器，微處理器電路通過對不同的I/O口操作，完成對譯碼電路的控制信號輸入和輸出，最終實現數據采集、轉換和讀取的目的。

本實用新型還有以下特點：

1、所述的A/D轉換芯片為AD7865型，是一種高速、低功耗、四通道同步采樣的14位A/D轉換芯片，采用+5V供電，芯片內部有一個2.4us的逐次逼近的ADC，4個跟蹤/保持放大器，內部2.5V參考電壓，片上時鐘振蕩器和一個高速并行接口，四個通道的輸入信號是同步采樣的，因而可以保存4路信號的相對的相位信息；A/D轉換芯片的輸入通道，可以被任意組合選中按照升序進行轉換，通道選擇既可以用硬件通道選擇輸入，也可以通過對通道選擇寄存器進行編程來實現。

2、所述的微處理器電路為INTEL80C196型，是一款16位單片機，內部帶有一個8通道的10位高速A/D轉換器，并具有PWM輸出，是一款高性能單片機；

本實用新型提供了一種高精度的A/D轉換電路，解決了以往A/D轉換電路處理速度慢、計算精度低等問題，AD7865芯片不僅功能較強，而且與微處理器接口方便，可以快速、高精度的進行有功功率、無功功率、功率因數以及諧波的分析計算。

四、附圖說明

圖1是該實用新型的組成示意圖；

圖2是A/D轉換芯片與微處理器擴展總線的接口電路圖。

五、具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的說明。

本實用新型如圖1所示，一種高壓無功補償裝置用的A/D轉換電路包括電壓、電流互感器、信號放大電路、A/D轉換芯片、譯碼電路、微處理器組成，其特征在于電壓、電流互感器將采集信號按比例變換成標準100V低電壓或5A或1A標準小電流，然后送入到信號放大電路，進行信號隔離與放大處理，信號放大電路再將處理后的信號送入A/D轉換電路進行模/數轉換處理，待模/數轉換結束后將信號送到微處理器，微處理器電路通過對不同的I/O口操作，完成對譯碼電路的控制信號輸出，最終實現數據采集、轉換和讀取的目的。

如圖2所示是高壓無功補償裝置用的A/D轉換電路的A/D轉換芯片與微處理器擴展總線的接口電路圖，該高精度A/D轉換芯片采用了兩片AD7865芯片，每片都用到了三個通道，分別采集三相電壓和三相電流，并采用AD7865芯片的內部時鐘，簡化了硬件電路，減小同步誤差。因為要保證三相電壓、電流信號的正確相位關系以便計算功率因數角，必須同時采樣這六路信號進行轉換，但六路轉換結果必須依次讀出，而且兩片芯片的通道選擇寄存器控制字也必須被同時寫入，并且需將兩片A/D轉換芯片同時接到譯碼電路上，由微處理器統一控制。微處理器INTEL80C196首先通過地址線A13-A15給出二進制譯碼地址，送入到譯碼電路74F138進行譯碼，然后在其輸出端譯出A/D轉換芯片AD7865的啟動和讀取控制信號，輸入到A/D轉換芯片AD7865的/CONVST和RD端口，此時微處理器INTEL80C196給A/D轉換芯片/CONVST端口一個負脈沖即進行一個轉換順序，在A/D轉換芯片/CONVST端口的上升沿各路模擬信號被同時采樣，最少70ns后，標志轉換正在進行，不能進行新的轉換，而當它的輸出出現下降沿時，標志各通道轉換結束，在A/D轉換芯片都轉換完畢后，微處理器將能讀信號從D0-D11總線上依次讀出轉換結果，并供微處理器分析、計算使用。