[实用新型]一种数字隔离电压采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电气设备监测领域，尤其涉及一种数字隔离电压采集装置。

背景技术

电压是数控领域中电气设备监测的重要参数，准确可靠稳定的电压对维持电气系统的正常运转至关重要，如动车只有保持稳定的电压才能稳定运行，地铁只有在确保足够稳定可靠的电压下才能安全工作。现有技术中主要采用电压传感器对电气设备相关电压进行测量，而目前常用的电压传感器主要分为非隔离式和隔离式两大类：

如专利申请1公开的一种非隔离式电压传感器，该非隔离式电压传感器包括等效电阻，该等效电阻一端连接非隔离型光伏并网逆变器的直流侧，另一端通过导线穿过漏电流传感器后接地，通过采集该等效电阻两端的电压压降来计算加载在电压传感器两端的电压。

如专利申请2公开的一种隔离式电压传感器，该传感器将变压器的原边第一输入端接直流电压、原边第二输入端接开关模块，并由变压器的副边输出采样信号，即利用变压器隔离特性将交流信号由采样原边耦合到次边。

又如专利申请3公开的一种隔离运放采集电压传感器，该传感器通过差分分压电路降低输入电压并对分压电路进行输出阻抗匹配，并对输入电压进行隔离放大。

如专利申请1这类非隔离式电压传感器虽具有成本低、测量精度高、简单可靠等特点，但其非隔离特性使得其不能胜任高压测量应用，适用范围受限；专利申请2这类类传统隔离式电压传感器，虽能通过变压器解决隔离问题，但由于变压器的匹配频率需根据设计要求而定，不能适应较大范围的频率变化，只能适用于如工频50/60Hz信号采集这样的固定频率交流电压采集领域；如专利申请3这类隔离运放采集电压传感器虽能很好的满足直流和交流测量需要，能实现0-10kHz甚至更宽工频的电压采集功能，但受限于隔离运放本身的耐压特性，当运放前后级电压超过3kV时，容易出现击穿现象。

专利申请1：申请号ZL201410232024.X，公开号CN103986192A，发明名称《一种非隔离型光伏并网逆变器和光伏并网发电系统》；

专利申请2：申请号ZL200910215307.2，公开号CN102103157A，发明名称《直流电压隔离采样装置》；

专利申请3：申请号ZL201610016708.5，公开号CN105572453A，发明名称《一种电压采集电子传感器装置》。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述技术现状而提供一种既能满足交直流电压采样需要，又能满足高压隔离应用需求的采样精度高且抗干扰能力强的数字隔离电压采集装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种数字隔离电压采集装置，包括：

电压采样模块，用于将采样的模拟输入电压转换成数字数据；

转换模块，与所述电压采样模块通信连接，配置为对所述数字数据进行编码隔离，并形成所需频带的码流；

解析模块，配置为将所述码流进行解码抽样并转化成低速采样数据；

处理模块，设置于所述解析模块后端，用于将所述低速采样数据处理转换成所需的输出电流。

进一步的，所述转换模块包括编码模块、与所述编码模块连接的隔离模块，所述编码模块配置为对所述数字数据进行编码，得到转换后的编码数据；所述隔离模块配置为对通过的所述编码数据提供电隔离，输出所需频率的码流，以此将隔离电压提高到数字通讯可实现的水平，保证了数据的稳定性，提高了信号的抗干扰性。

进一步的，所述解析模块包括解码模块和抽样滤波模块，所述解码模块对所述码流进行解码，得到两路数字数据；所述抽样滤波模块配置为对所述两路数字数据进行滤波抽样并转化成所述低速采样数据。将码流解码成两路数据，能保证数据的信噪比，并基于抽样滤波，能有效滤除量化噪声，保留输入电压的信号频带。

进一步的，所述编码模块为曼彻斯特编码模块，将所述数字数据编码成曼彻斯特编码，增加了信号的输送比特率。

进一步的，所述隔离模块为高频变压器，用于对所述编码数据进行隔离筛选，以传送中频或高频形式的信号，提高系统的电压稳定性，且采用高频变压器能减小所需变压器的尺寸，简化了系统装备。

进一步的，所述解码模块为CPLD部件，配置为将所述码流解码成时钟信号和数据信号，进一步净化了输出的信号。

进一步的，所述电压采样模块包括DELTA-SIGMA ADC采样器中的调制部分，所述抽样滤波模块为数字抽样/滤波器。