[實(shí)用新型]用于多回路大電流放電電路的電流采集裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420850319.9
• 申請(qǐng)日: 2014-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN204731308U
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒲育勤;程輝;史中梁;楊志;吳素貞;潘傳杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蕪湖國(guó)睿兆伏電子有限公司
• 主分類號(hào): G01R19/25
• 分類號(hào): G01R19/25;G01R23/16
• 代理公司: 蕪湖安匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 張永生

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型應(yīng)用于高壓電源及脈沖功率放電設(shè)備，具體涉及到需要精確測(cè)量多回路負(fù)載大電流脈沖放電的高壓設(shè)備。

背景技術(shù)

在脈沖功率技術(shù)行業(yè)和激光技術(shù)領(lǐng)域中，高壓大功率裝置的發(fā)展越來(lái)越迅速，系統(tǒng)能量的不斷提升導(dǎo)致設(shè)備負(fù)載放電電流越來(lái)越大，精確的采集和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸能夠有效的反映設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)。一般的電流數(shù)據(jù)采集裝置使用在低壓環(huán)境下工作，其特征在于通過(guò)電流傳感器、電壓電流轉(zhuǎn)換芯片、A/D轉(zhuǎn)換器采集數(shù)據(jù)，將處理后的數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)控制軟件進(jìn)行顯示。但目前現(xiàn)有的一些高電壓、大電流的裝置在運(yùn)行過(guò)程中，一般都是多個(gè)負(fù)載回路同時(shí)進(jìn)行脈沖放電，這種數(shù)據(jù)采集模塊往往會(huì)因?yàn)椴杉娏鞯姆秶艿较拗疲瑫r(shí)在高電壓、大電流的強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境下，數(shù)據(jù)采集往往不能夠滿足設(shè)計(jì)時(shí)候的需要，電磁干擾會(huì)直接或間接導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集異常，甚至損壞儀器。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種用于多回路大電流放電電路的電流采集裝置，適用于脈沖功率設(shè)備中高電壓、大電流的脈沖放電中，能夠同時(shí)測(cè)量一路或多路單次負(fù)載放電的脈沖電流，并且保證該裝置在工作過(guò)程中不受強(qiáng)電磁干擾的影響，提供有效的采集精度和實(shí)效性，保證測(cè)試人員能夠通過(guò)上位機(jī)快速、直觀的查看放電電流狀態(tài)。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是采集精度高、采集電流大、采集速度快等。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種用于多回路大電流放電電路的電流采集裝置，包括電流采集取樣單元、數(shù)據(jù)采集分機(jī)和上位機(jī)，電流采集取樣單元采集放電回路中的脈沖電流信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集分機(jī)，數(shù)據(jù)采集分機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理后通過(guò)串口上傳給上位機(jī)，所述電流采集取樣單元包括一組羅科夫斯基微分線圈和二次取樣積分線圈，羅科夫斯基微分線圈通過(guò)放電回路中取樣得到負(fù)載的脈沖電流信號(hào)，通過(guò)二次取樣積分線圈后轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集分機(jī)。所述數(shù)據(jù)采集分機(jī)包括采樣信號(hào)處理模塊、MCU單片機(jī)和外圍輔助電路，采樣信號(hào)處理模塊通過(guò)將二次取樣積分線圈后轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算放大處理后送入MCU單片機(jī)，上位機(jī)通過(guò)通信串口讀取MCU單片機(jī)的數(shù)據(jù)。所述外圍?輔助電路包括芯片的供電電路、串口服務(wù)電路以及復(fù)位電路。所述數(shù)據(jù)采集分機(jī)與上位機(jī)之間的串口通訊介質(zhì)為光纖。所述數(shù)據(jù)采集分機(jī)增加了抑制電磁干擾的隔離變壓器和磁環(huán)。所述電流采集裝置包括16路電流采集取樣單元，每路電流采集取樣單元包括一組羅科夫斯基微分線圈和二次取樣積分線圈。

本實(shí)用新型有如下積極效果：本實(shí)用新型的電流采集裝置可同時(shí)采集多回路的脈沖放電電流，采集電流范圍大，采集長(zhǎng)度寬，數(shù)據(jù)采集分機(jī)具有完善的強(qiáng)電磁干擾措施，模塊化設(shè)計(jì)，體積小，采樣精度高，具有采集速度快的特點(diǎn)，易于移植，靈活性高，能夠有效在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中滿足工作測(cè)試需求。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型放電電流波形采集原理圖；

圖2為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)采集分機(jī)原理圖；

圖3為本實(shí)用新型采集電流取樣處理單元原理圖；

圖4為本實(shí)用新型采集數(shù)據(jù)波形圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)用新型構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。

本發(fā)明提供的用于多回路大電流放電電路的電流采集裝置包括電流采集取樣單元、數(shù)據(jù)采集分機(jī)和上位機(jī)，該裝置適用于脈沖功率技術(shù)中高電壓、大電流的設(shè)備放電，能夠同時(shí)測(cè)量一路或多路單次負(fù)載放電的脈沖電流，并且保證該裝置在工作過(guò)程中不受強(qiáng)電磁干擾的影響。

圖1為放電電流波形采集原理圖，電流采集取樣單元包括羅科夫斯基微分線圈和二次取樣積分線圈，羅科夫斯基微分線圈通過(guò)放電回路中取樣得到負(fù)載的脈沖電流信號(hào)，通過(guò)二次取樣積分線圈后轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集分機(jī)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集分機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理，可實(shí)現(xiàn)有效精確的取樣，同時(shí)，二次積分線圈能有效抵抗大電流帶來(lái)的強(qiáng)電磁干擾。

數(shù)據(jù)采集分機(jī)包括采樣信號(hào)處理模塊、MCU單片機(jī)和供電模塊，同時(shí)為與上位機(jī)通訊提供通訊接口，本數(shù)據(jù)采集分機(jī)可滿足16路放電電流的數(shù)據(jù)采集。?采樣信號(hào)處理模塊和MCU單片機(jī)芯片組合可構(gòu)成一塊數(shù)據(jù)采集板，用于采集處理電流信號(hào)，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)中采用DSP芯片(也可以用51系列單片機(jī)或其他芯片代替)，供電模塊為數(shù)據(jù)采集板提供工作電源。