电动车辆动力电池组电压采集电路设计

为保证电动车的正常和安全行驶,电池管理系统必须实时监测电动车电池的电压数据,为了避免电池电压的不均衡性带来的局部电池过充/过放引起的安全问题,要求检测系统必须对电池单体电压进行精确测量.设计了基于压控恒流源法的电池组电池单体电压采集电路,该电路以运算放大器为核心,将被检测的电压信号转换成电流形式,提高了电池单体检测模块的抗干扰性和工作稳定性,并且该检测电路在某电驱动车辆上得到了成功的应用,电压采集精度在0.5%以内.     

中压开关柜状态监测装置设计

以中压开关柜的电压、电流、频率、功率和温度为监测对象,设计了一套以dsPIC单片机为核心的在线监测装置。该装置由互感器采集开关柜的电压和电流信号,频率检测模块检测电流频率,红外温度传感器采集开关柜的温度信号,给出了硬件电路设计及软件流程。实际运行结果表明,该装置具有较高的测量精度且实现了对设备的非接触式测温。     

高精度锂离子电池电压采集系统设计

针对锂离子电池组单体电池电压采集精度问题,设计了优化的串联电压采集系统。该系统首先通过光耦电路将电池动态加载到母线上,然后利用74HC595移位控制寄存器采集单体电池电压,再经信号转换、隔离电路处理,最后由S TM32F103ZET6 AD模块处理。与一般的电压采集系统相比,设计的电压采集系统硬件电路更为简化,软件操作简单,所测电压误差均值、方差更小,单体电压测量精度在4 mV以内。系统稳定性更好,采集精度更高,有广泛的工程适用价值。     

一种基于GD32F450ZET6多路采集系统的设计

为实现某型设备对多路电压和电流信号多路信号采集的功能。设计了一套基于32位MCU GD32F450ZET6的采集系统，最高可以多达40路信号的采集系统，实现了5路三相电压、4路三相电流，1路单相电压、电流，3路直流电压，2路直流电流的采集，共计34路的信号采集。通过2路SPI通信扩展2个8通道ADC模块，通过2路CAN,分别实现数据通信和程序升级功能。试验结果表明，电压、电流精度小于2%。本多信号采样系统体积小，可靠性高，智能化高，满足系统设计要求。     

特高压试验线段电晕损失监测系统设计与实现

为了实现我国特高压交流试验基地单回试验线段电晕损失的长期准确测量及电晕损失规律,设计研制了一套电晕损失监测系统。该系统采用混合型光供电电子式电流互感器采集电晕电流信号以实现试验线段电流的地面安全可靠测量;采用特高压电容式电压互感器(CVT)测量电压,并采用高精度小型电压互感器二次分压,实现线路电压的准确可靠测量;电流和电压信号均采用光纤传输;基于虚拟仪器技术,采用高精度多通道高速同步数据采集卡,同步采集特高压线段电晕电流、电压信号,采用正弦波参数法,计算得出电压和电流的功率因数角,进而算出电晕损失值。测试光电模块OPDL-16(Optical Data Link-16)和1000kV CVT的误差。一段时间的实际运行表明,该系统满足测量精度要求,可在不同天气条件下对特高压试验线段的电晕损失进行长期实时准确监测,满足特高压电晕损失的研究需要。     

大电流高精度恒流源

为了满足在白光LED照明、蓄电池的快速充电器、电气触点微电阻测量、实验室等诸多领域对恒流源的需求,本文阐述了以单片机为控制核心,控制由运算放大器和复合型大功率晶体管构成的低成本恒流源系统的设计和制作.该系统由数控模块、恒流源模块、直流电源模块组成.通过键盘设定恒流源的给定电流值,经单片机运算处理后,由D/A输出高精度电压信号作为大电流线性恒流源的输入参考电压,达到数控恒流的目的.测试结果表明,本恒流源在20～2000 mA输出电流时,输出电流与给定值误差小于1 mA,纹波电流≤0.2 mA,控制精度较高,设计方法实用有效.     

基于PSoC的磷酸铁锂电池组管理系统的设计

电池组管理系统由于涉及单体电池的电压、温度采样及均衡控制,存在电路复杂、成本高等问题。采用新一代电子器件PSoC,运用软硬件协同设计技术,设计了一种电池组管理系统。该系统能够实现单体电池电压、总电压、电流和温度的检测。并且具有过充电、过电流、短路、过温度等保护功能。系统均衡控制电路由PSoC内部的CPU及数字模块构成,减少了外围元件的数量;模拟硬件复用器和模拟模块构成的电流、电压检测电路替代了大量的外部检测电路,可缩小电路板的尺寸,降低系统的成本,提高系统的精度和可靠性。     

术中神经监测系统设计与实现

在传统甲状腺手术中,临床医生凭借肉眼识别,很难有效判定喉返神经位置,容易导致喉返神经损伤,而喉返神经损伤会导致患者无法正常说话甚至危及生命。使用术中神经监测技术,有效识别神经信号,避免术中损伤神经,本文详细介绍术中神经监测系统的设计与实现方法。该系统主要由主控模块、电流刺激模块以及神经信号采集模块组成,主控模块采用了ARM+FPGA双核架构,实现了电流刺激模块输出脉冲电流以及信号采集模块中的A/D转化功能,同时对采集模块采集的数据进行处理;电流刺激模块以高精度D/A转化芯片为核心设计电流源电路,用来调控电流脉冲的强度和脉宽;采集模块以高精度A/D模数转化芯片为核心适配低噪放大电路,实现神经信号的采集功能。使用本系统进行小猪喉返神经模拟临床人体监测实验以及在医院进行临床实验验证,证明本系统能够有效激发喉返神经信号并识别到神经信号,满足临床医生需求。     

一种可配置的模拟量采集模块设计

针对工程车辆中模拟量采集种类多样化和复杂化问题,设计了一种可配置的模拟量采集模块。该模块应用于一款基于飞思卡尔32位微处理器MPC5646B的通用车载控制器中。详细介绍了其硬件设计方案,阐述了其可配置原理。运用VC6.0中的MSComm控件,在上位机中设计了用户配置界面,将配置好的参数存储到微控制器的Data flash中。最后,对电压、电流和电阻3种类型的模拟量进行采集和补偿,整体采集精度控制在5‰以内。测量结果表明,该模块可配置性和通用性很强,具有良好的测量精度。     

基于金属化膜法的输电线路电晕损耗在线监测系统研究

在提出的基于金属化膜的输电线路电晕损耗监测方法基础上,研制了一套在线监测系统,它包括主机、导线电压采集模块和电晕电流采集模块3部分。电晕电流采集模块放置在高压输电线上,采集各分裂导线的电晕电流转化的电压信号,该信号由并联在薄膜金属镀层和分裂导线之间的采样电阻得到。电压采集模块放置在变电站内,采集输电导线的电压。2个模块的采集由GPS的秒脉冲上升沿触发同步,且均通过GPRS无线传输方式将数据传输至移动通讯网的公共端口。远端上位主机通过有线网络访问该公共端口,将其存储的电压、各分裂导线的电晕电流数据按照瞬时功率算法计算出单位长度各分裂导线的电晕损耗,以及折算线路电晕损耗。实验表明,该系统能准确测量输电线路电晕损耗。基于金属化膜的输电线路电晕损耗监测技术的研究,为后续对超特高压输电线路进行不同气候和环境条件下的电晕及其效应展开研究奠定了基础。     

直接功率控制的三相空间矢量脉宽调制整流器离散域建模

为了在常规的电压定向控制基础上省去电流内环和交流电压传感器,提高系统的动态响应,将空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)与直接功率控制相结合,在推导系统数学模型的基础上,对电压外环调节器、功率内环调节器、SVPWM调制模块、系统时钟、采样频率、数据位数、坐标变换模块等参数进行了设计,在Simulink和基于现场可编程门阵列的高速数字信号处理平台上分别搭建了连续域和离散域模型,并进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果表明,该方法提高了系统的动态响应速度,实现了高功率因数运行。     

动力电池管理系统数据采集模块设计

基于AT89C51CC03单片机和电池组监控芯片LTC6803设计了动力电池管理系统数据采集模块的硬件电路和软件实现,详细阐述了MCU模块和电压采集模块等7个主要模块,给出了电压和电流等信号的测量电路,以及RS232和CAN通信的电路原理图,实现了电压等信号的精确采集,电池组的参数信息通过CAN总线传送到整车控制器和电子控制单元。绘制了数据采集的主程序设计流程图,介绍了电压信号采集的软件实现,给出了温度测量子程序,并分析了数据采集模块的实际价值。     

基于自动抄表系统的复费率载波电能表设计及中继算法研究

提出了基于电力线宽带载波的复费率电能表设计方案及自动中继路由算法.复费率载波电能表硬件电路采用模块化设计,以ATmega128为核心控制芯片,包括电压/电流采样模块、电能计量模块、数据存储模块、RS-485通信模块、电力线载波模块、液晶模块、实时时钟模块、断电控制模块以及电源模块;软件采用模块化程序设计思想设计.同时依...     

一种直流电源模块并联运行均流方法

电源模块间的并联运行均流控制是实际应用中常见的问题。针对电源模块并联运行均流控制中存在的均流精度不高、稳定性差、抗干扰能力低的问题,提出了一种电压环结合双电流环进行均流控制的方法。对直流电源模块的输出电压进行采样,形成外电压环,稳定输出电压。利用最大电流均流的方法对模块输出电流进行均流控制,形成外电流环。各模块主电路电流经过采样电路连接到处理器形成内电流环,保证输出电流和均流的精度。电压环和双电流环经过处理器的调制,产生脉宽调制(PWM)对各个直流电源模块进行控制。通过仿真分析和2台4 000 W样机测试,验证了电压环和双电流环控制的均流方法具有均流精度高、稳定性好、抗干扰能力强的优点。     

变压器微机试验系统研究

论述了变压器微机试验系统的设计和实现方法，通过对大型变压器出厂试验项目的分析，提出了能够进行变压器电压比-联接组试验、线圈直流电阻试验、绝缘特性试验以及损耗试验的微机试验系统．系统由微机控制，采用人机对话的形式进行测试，并可打印出符合技术要求的试验报告．最后，具体分析了损耗试验中由于非同步采样而存在的截断误差以及校正方法。     

主从控制ISOP反激变换电路的研究

介绍了一种适用于输入串联输出并联(ISOP)系统中的主从控制策略,分析了该控制策略的实现方式。主模块控制系统的输出电压,从模块实现模块间的输入均压和输出均流。仿真结果表明,在负载突然变化的情况下,输出电压在主模块的控制下总是保持不变,而两个模块的输入电压和输出电流时刻保持一致,说明了从模块的控制电路实现了输入电压和输出电流的均衡,验证了所提方法的正确性。     

一种高压断路器伺服控制器设计方案

为进一步提升高压断路器智能化水平,在高压断路器电机直驱机构研究的基础上,分析了永磁体尺寸对电机性能的影响,设计了电机直驱高压断路器伺服控制系统。其伺服控制器硬件系统包含功率变换模块、转子位置检测模块、电压及电流采样模块以及通信模块等,同时,基于此硬件系统设计实现了各模块之间的信息交互以及系统控制的软件系统。搭建伺服控制器与高压断路器电机直驱机构的试验样机,进行高压断路器的分、合闸操作特性测试。试验结果表明：所提出的高压断路器伺服控制器设计方案可以驱动断路器动触头根据设定曲线完成分、合闸操作,具有响应速度快、实时性能好、跟踪误差小等优点,同时可以实现操作过程数据的存储及通信。     

基于电压向量合成的模块化多电平换流器控制策略

介绍了模块化多电平换流器（modular multi-level converter,MMC）的拓扑结构与工作原理,提出一种基于电压向量合成的模块化多电平换流器型高压直流输电（modular multi-level converter based high voltage direct current,MMC-HVDC）控制方法.传统的模块化多电平换流器控制方法子模块投切频率高,相应的开关损耗也高.设计的电压向量合成控制法可以实现子模块工频开关投切,极大地降低了模块开关损耗.同时还针对该控制方法设计了模块均压控制策略和换流器闭环控制系统,在模块工频投切的同时模块电压也能得到良好的均压控制.仿真结果表明所设计的控制系统模块开关频率低,电压波动范围小,实现了功率的闭环控制,具备很好的理论研究价值和工程应用价值.     

D-STATCOM一种改进的补偿电流检测法

实时准确地检测出谐波与无功电流是配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)进行良好补偿的前提。针对传统的ip-iq法在电压畸变且不对称时不能准确地检测出补偿指令电流,提出了一种无锁相环并适合于非理想电压下改进的ip-iq检测法。该方法通过正余弦信息提取模块计算基波正序电压的正余弦信息来消除锁相环带来的检测误差,并采用平均值滤波和采样优化处理来减少滤波延时和降低检测中的运算量,进而提高检测精度和响应速度。最后在Matlab/Simulink环境中搭建模型进行仿真分析,并研制了一台容量为20kVA的D-STATCOM实验样机,仿真和实验结果证实了所提方法的有效性与可行性。     

基于PSOC的宽量程电能计量模块

介绍了一种基于可编程片上系统(PSOC)的宽量程电能计量模块(EPSOC)的结构与原理,分析了自调增益算法及同步采样算法。通过EPSOC的实现,利用PSOC特有的自调量程技术,能使电压量程宽达46～460V,电流量程宽达0．5～120A。EPSOC可以测量电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率等电力参数,可以用于单(三)相电能表、电量变送器,也可以用于电力监测装置。