一種結(jié)合低功耗光電轉(zhuǎn)換電路的光纖控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型公開了一種結(jié)合低功耗光電轉(zhuǎn)換電路的光纖控制電路，涉及電路設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電流互感器作為高壓電網(wǎng)檢測主要設(shè)備，不僅為電能的計量提供參數(shù)，而且是為繼電保護(hù)提供動作的依據(jù)。隨著國家智能電網(wǎng)和特高壓電網(wǎng)的發(fā)展，傳統(tǒng)電磁式電流互感器逐漸暴露出其致命缺陷，例如高電壓等級時絕緣極為困難、更高電壓下易磁飽和導(dǎo)致測量精度下降等。相比之下，光纖電流互感器具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、絕緣可靠、測量精度高、結(jié)構(gòu)簡單和體積小巧等諸多優(yōu)點，是當(dāng)前研宄熱點。作為光纖電流互感器的核心部件，其檢測和控制電路對電流檢測精度和范圍具有非常重要的影響。
[0003]目前檢測和控制電路實現(xiàn)主要有兩種方案，一種是以數(shù)字信號處理芯片(DSP)為核心，由于DSP的速度越來越快，使得DSP成為很多數(shù)據(jù)處理和信號檢測方案的首選，但在時序控制方面是其瓶頸，由于時序控制精度和速度直接影響光纖電流互感器的檢測精度，所以該方案控制精度提高有限；另一種是以現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和DSP為核心器件，結(jié)合兩者的優(yōu)點，利用FPGA來完成系統(tǒng)時序控制，DSP實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法，雖然可以獲得非常高的控制精度，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，可靠性下降。
[0004]同時，現(xiàn)有技術(shù)中，光電轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)普遍比較復(fù)雜，電路的功耗較大。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種結(jié)合低功耗光電轉(zhuǎn)換電路的光纖控制電路，基于單片F(xiàn)PGA實現(xiàn)信號采集、數(shù)據(jù)輸出以及與計算機(jī)通信等控制，完成了對光纖電流互感器傳感頭輸出信號的檢測以及閉環(huán)控制；該控制電路具有結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、閉環(huán)控制速度快、控制精度高等特點，為研制滿足電力電網(wǎng)測試需求的全光纖電流互感器奠定了基礎(chǔ)。
[0006]本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種結(jié)合低功耗光電轉(zhuǎn)換電路的光纖控制電路，包括光纖傳感頭、光學(xué)相位調(diào)制器、光電轉(zhuǎn)換電路、放大濾波器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、模擬驅(qū)動電路、D/A轉(zhuǎn)換模塊、計算機(jī)；
[0008]其中光纖傳感頭、光學(xué)相位調(diào)制器、光電轉(zhuǎn)換電路、放大濾波器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、計算機(jī)依次相連，所述光學(xué)相位調(diào)制器通過依次相連的模擬驅(qū)動電路、D/A轉(zhuǎn)換模塊與控制模塊相連。
[0009]所述光電轉(zhuǎn)換電路包括電流源、比較器、電阻和可調(diào)電阻，所述電流源的正極分別和比較器的正輸入端、電阻的一端相連，電流源的負(fù)極分別和比較器的負(fù)輸入端、可調(diào)電阻的一端相連，電阻的另一端分別和可調(diào)電阻的另一端、比較器的輸出端相連接，作為光電轉(zhuǎn)換電路的輸出端，比較器的上拉端接5V電源，比較器的接地端接地。
[0010]作為本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述控制模塊內(nèi)部設(shè)有A/D接口控制模塊、D/A接口控制模塊；所述A/D接口控制模塊、D/A接口控制模塊分別連接A/D轉(zhuǎn)換模塊和D/A轉(zhuǎn)換模塊。
[0011]作為本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的芯片型號為AD9248。
[0012]作為本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述放大濾波器包括放大電路和濾波電路，放大電路采用的芯片為差分運(yùn)放芯片AD8130。
[0013]作為本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊采用的芯片型號為AD9726。
[0014]本實用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:本實用新型基于單片F(xiàn)PGA實現(xiàn)信號采集、數(shù)據(jù)輸出以及與計算機(jī)通信等控制，完成了對光纖電流互感器傳感頭輸出信號的檢測以及閉環(huán)控制；該控制電路具有結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、閉環(huán)控制速度快、控制精度高等特點，為研制滿足電力電網(wǎng)測試需求的全光纖電流互感器奠定了基礎(chǔ)；基于該控制電路研制的全光纖電流互感器樣機(jī)，經(jīng)測試，其額定一次電流100 A?4000 A范圍內(nèi)均實現(xiàn)了 0.2 S級測量準(zhǔn)確度，初步滿足電力電網(wǎng)對電流互感器測量準(zhǔn)確度的要求。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的模塊連接示意圖。
[0016]圖2是本實用新型中低功耗光電轉(zhuǎn)換電路的電路圖，
[0017]其中:1s為電流源，U為比較器，R為電阻，Rf為可調(diào)電阻。
【具體實施方式】
[0018]下面詳細(xì)描述本實用新型的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制。
[0019]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本實用新型中涉及到的相關(guān)模塊及其實現(xiàn)的功能是在改進(jìn)后的硬件及其構(gòu)成的裝置、器件或系統(tǒng)上搭載現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的計算機(jī)軟件程序或有關(guān)協(xié)議就可實現(xiàn)，并非是對現(xiàn)有技術(shù)中的計算機(jī)軟件程序或有關(guān)協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)。例如，改進(jìn)后的計算機(jī)硬件系統(tǒng)依然可以通過裝載現(xiàn)有的軟件操作系統(tǒng)來實現(xiàn)該硬件系統(tǒng)的特定功能。因此，可以理解的是，本實用新型的創(chuàng)新之處在于對現(xiàn)有技術(shù)中硬件模塊的改進(jìn)及其連接組合關(guān)系，而非僅僅是對硬件模塊中為實現(xiàn)有關(guān)功能而搭載的軟件或協(xié)議的改進(jìn)。
[0020]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本實用新型中提到的相關(guān)模塊是用于執(zhí)行本申請中所述操作、方法、流程中的步驟、措施、方案中的一項或多項的硬件設(shè)備。所述硬件設(shè)備可以為所需的目的而專門設(shè)計和制造，或者也可以采用通用計算機(jī)中的已知設(shè)備或已知的其他硬件設(shè)備。所述通用計算機(jī)有存儲在其內(nèi)的程序選擇性地激活或重構(gòu)。
[0021]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，本實用新型的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當(dāng)我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關(guān)聯(lián)的列出項的任一單元和全部組合。
[0022]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本實用新型所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0023]下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0024]本實用新型的模塊連接示意圖如圖1所示，一種結(jié)合低功耗光電轉(zhuǎn)換電路的光纖控制電路，包括光纖傳感頭、光學(xué)相位調(diào)制器