CN105553478A - 一种数字变换器 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施例公开一种数字变换器，包括：依次电连接的采集模块、处理模块、A/D转换模块和通讯模块；采集模块，采集电能物理量，并将电能物理量发送至处理模块，其中，电能物理量包括电流、电压、频率、相位角和方向；处理模块，接收采集模块发送的电能物理量，对电能物理量进行比较和运算确定模拟信息，并将模拟信息发送至A/D转换模块；A/D转换模块，接收处理器发送的模拟信息，并对模拟信息进行数模转换确定数字信息，并将数字信息发送至通讯模块；通讯模块，接收及存储计数模块发送的数字信息，并将数字信息转换为数字信号，以输送至终端。

Description

一种数字变换器
技术领域
本发明涉及电子领域，尤其涉及一种数字变换器。
背景技术
电能物理量变换器能以规定的准确度并按照给定的规则将被测的量或已经转换的量变换为一种电量的器件(例如电流和电压互感器)，该电能物理量变换器接入电路中，按一定的比例变换电流、电压、功率等电量参数，采用相应的检测仪表能测量出数据，再按比例换算得出原电源电路参数。
电力系统用的传统变换器是以电磁感应原理进行模拟参数变换和电路隔离的特殊变压器。由于直接采用“电磁感应”原理，没有作更复杂的数据变换，习惯上仍按物理学名词称作“互感器”或“电抗器”。常用的有电流互感器、电压互感器和电抗变压器三种类型。
目前的电能物理量变换器(例如电流和电压互感器)是将所采集的电能物理量以“能量”形式输送到前台微机综合装置或其它数字设备，由微机综合装置或其它数字设备进行数字化转换，然后再送入处理器进行运算、比较，随后按规定的要求输出执行指令。也就是说，前端采用能量传送，终端装置内部进行数字化处理。
本发明的发明人在实施本发明的过程中发现，现有技术中能量传送存在一些安全隐患(比如：导体发热、信号衰减、导体绝缘击穿等)，而且存在线路传输过程能量损耗和信号衰减问题，尤其长距离传送误差会更大。
发明内容
本发明的目的是提供一种数字变换器。
根据本发明的一个实施例，提供一种数字变换器，包括：依次电连接的采集模块、处理模块、A/D转换模块和通讯模块；
采集模块，采集电能物理量，并将电能物理量发送至处理模块，其中，电能物理量包括电流、电压、频率、相位角和方向；
处理模块，接收采集模块发送的电能物理量，对电能物理量进行比较和运算确定模拟信息，并将模拟信息发送至A/D转换模块；
A/D转换模块，接收处理器发送的模拟信息，并对模拟信息进行数模转换确定数字信息，并将数字信息发送至通讯模块；
通讯模块，接收及存储计数模块发送的数字信息，并将数字信息转换为数字信号，以输送至终端。
可选地，该数字变换器还包括：逻辑控制模块，分别与采集模块、处理模块、A/D转换模块和通讯模块连接，获取采集模块采集的电能物理量，根据用户指令修改获取的电能物理量。
可选地，该数字变换器还包括：计数模块，连接A/D转换模块和通讯模块，并且与逻辑控制模块连接，其中，A/D转换模块将数字信息发送至计数模块，计数模块对数字信息进行计数，并将所述数字信息以及计数结果发送至通讯模块。
可选地，采集模块包括：电流采集单元，与处理模块相连，采集电流并将所采集的电流的电流信息发送至处理模块；电压采集单元，与处理模块相连，采集电压并将所采集的电压的电压信息发送至处理模块。
可选地，电流采集单元为设置有多个抽头的二次绕组。
可选地，采集模块还包括：电流变比调节单元，与多个抽头连接，以使数字变换器具有多个电流变换比。
可选地，电压采集单元为设置有多个抽头的二次绕组。
可选地，采集模块还包括：电压变比调节单元，与多个抽头连接，以使数字变换器具有多个电压变换比。
本发明的一个实施例提供的数字变换器通过将采集到的电能物理量处理为数字信号发送至终端，从而实现有效避免线路传送过程中的传输误差，极大的提高了传输的准确性，并且通过数字信号传输可以有效提高设备的安全性。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的一种数字变换器的示意性结构框图；
图2为本发明一个实施例提供的一种数字变换器的示意性结构框图；
图3为本发明一个实施例提供的一种数字变换器的示意性结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的技术方案以及优点表达的更清楚，下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明一个实施例提供的一种数字变换器100的示意性结构框图，如图1所示，该数字变换器100可包括：依次电连接的采集模块10、处理模块20、A/D转换模块30和通讯模块40。
采集模块10采集电能物理量，并将电能物理量发送至处理模块20。电能物理量包括电流、电压、频率、相位角和方向。例如，采集模块10可包括电流采集单元11和电压采集单元12。电流采集单元11与处理模块20相连，用于采集电流，并将所采集的电流的电流信息发送至处理模块20。例如，电流采集单元11可以为设置有多个抽头的二次绕组。
电压采集单元12与处理模块20相连，采集电压并将所采集的电压的电压信息发送至处理模块20。例如，电流采集模块10可以由多个二次绕组并联相接，电压采集模块10可以为多个电压互感器并联相接。
例如，采集模块10还可包括电流变比调节单元13，与电流采集单元11的多个抽头连接，以使数字变换器100具有多个电流变换比。采集模块10还可包括电压变比调节单元14，与电压采集单元12的多个抽头连接，以使数字变换器100具有多个电压变换比。
例如，当采集模块10为200/0.1A，且一次电流I1为200A时，二次输出电流I2为0.1A，比例系数2000倍。设置一个逻辑比例因子k，根据电流I3＝k*I2＝k.I1/(200/0.1)，可以确定I1＝I3(200/0.1)/k。因此，可以实现改变该数字变变换器的电流变换比例。当k＝1.25时，当一次电流I1达到160A时，二次输出电流I2为0.08A，该数字变换器100电流I3＝k*I2，即I3＝1.25*0.08＝0.1A。因此，数字变换器100的电流变比为160/0.1A。同理，当k为1.125时，数字变换器100的电流变比为180/0.1A。
处理模块20接收采集模块10发送的电能物理量，对电能物理量进行比较和运算确定模拟信息，并将模拟信息发送至A/D转换模块30。
A/D转换模块30接收处理器发送的模拟信息，并对模拟信息进行数模转换确定数字信息，并将数字信息发送至通讯模块40。
通讯模块40接收及存储计数模块60发送的数字信息，并将数字信息转换为数字信号，以输送至终端。例如，通讯模块40可以通过光纤将数字信号传输至终端。
上述的数字变换器通过将采集到的电能物理量处理为数字信号发送至终端，从而实现有效避免线路传送过程中的传输误差，极大的提高了传输的准确性，并且通过数字信号传输可以有效提高设备的安全性。
图2为本发明一个实施例提供的一种数字变换器100的示意性结构框图。如图2所示，该数字变换器100除上述实施例所包括的部件外，还可包括逻辑控制模块50。
逻辑控制模块50分别与采集模块10、处理模块20、A/D转换模块30和通讯模块40连接。逻辑控制模块50获取采集模块10采集的电能物理量，根据用户指令修改获取的电能物理量。例如，当用户出于某种功能及性能需要，需要按具体要求而提取实时电气参数作为来驱动后方设备时，逻辑控制模块50可以根据用户指令修改或设置过电流、过电压或欠电压动作参数。并且当输出数值达到预置数值时，逻辑控制模块50可向终端发送控制信号，以使终端完成与控制信号相应的保护及报警动作。逻辑控制模块50还可以根据用户指令还原主电路的电气数值。
上述的数字变换器通过将采集到的电能物理量处理为数字信号发送至终端，从而实现有效避免线路传送过程中的传输误差，极大的提高了传输的准确性，并且通过数字信号传输可以有效提高设备的安全性。
图3为本发明一个实施例提供的一种数字变换器100的示意性结构框图。如图3所示，该数字变换器100除上述实施例所包括的部件外，还可包括计数模块60。
计数模块60连接A/D转换模块30和通讯模块40，并且与逻辑控制模块50连接，其中，A/D转换模块30将数字信息发送至计数模块60，计数模块60对数字信息进行计数，并将该数字信息以及计数结果发送至通讯模块40。例如，计数器对A/D变换器转换后的多个数字量进行计数和处理，并将计数结果以及被计数的数字信息发送至通讯模块40，以供终端使用。
上述的数字变换器通过将采集到的电能物理量处理为数字信号发送至终端，从而实现有效避免线路传送过程中的传输误差，极大的提高了传输的准确性，并且通过数字信号传输可以有效提高设备的安全性。
此外，应该明白的是，本文所述的计算机可读存储设备(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDRSDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)以及直接RambusRAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现所述的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本公开的范围。
结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里所述功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其它这种配置。
结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，所述存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户移动终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户移动终端中。
在一个或多个示例性设计中，所述功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外先、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

Claims (8)

1.一种数字变换器，包括：依次电连接的采集模块、处理模块、A/D转换模块和通讯模块；
所述采集模块，采集电能物理量，并将所述电能物理量发送至所述处理模块，其中，所述电能物理量包括电流、电压、频率、相位角和方向；
所述处理模块，接收所述采集模块发送的所述电能物理量，对所述电能物理量进行比较和运算确定模拟信息，并将所述模拟信息发送至所述A/D转换模块；
所述A/D转换模块，接收所述处理器发送的所述模拟信息，并对所述模拟信息进行数模转换确定数字信息，并将所述数字信息发送至所述通讯模块；
所述通讯模块，接收及存储所述计数模块发送的所述数字信息，并将所述数字信息转换为数字信号，以输送至终端。
2.根据权利要求1所述的数字变换器，其中，所述数字变换器还包括：
逻辑控制模块，分别与所述采集模块、所述处理模块、所述A/D转换模块和所述通讯模块连接，获取所述采集模块所述采集的电能物理量，根据用户指令修改获取的电能物理量。
3.根据权利要求2所述的数字变换器，其中，所述数字变换器还包括：
计数模块，连接A/D转换模块和通讯模块，并且与所述逻辑控制模块连接；
其中，所述A/D转换模块将所述数字信息发送至所述计数模块，所述计数模块对所述数字信息进行计数，并将所述数字信息以及计数结果发送至所述通讯模块。
4.根据权利要求3所述的数字变换器，其中，所述采集模块包括：
电流采集单元，与所述处理模块连接，采集电流并将所采集的电流的电流信息发送至所述处理模块；
电压采集单元，与所述处理模块连接，采集电压并将所采集的电压的电压信息发送至所述处理模块。
5.根据权利要求4所述的数字变换器，其中，所述电流采集单元为设置有多个抽头的二次绕组。
6.根据权利要求5所述的数字变换器，其中，所述采集模块还包括：
电流变比调节单元，与所述多个抽头连接，以使所述数字变换器具有多个电流变换比。
7.根据权利要求4所述的数字变换器，其中，所述电压采集单元为设置有多个抽头的二次绕组。
8.根据权利要求7所述的数字变换器，其中，所述采集模块还包括：
电压变比调节单元，与所述多个抽头连接，以使所述数字变换器具有多个电压变换比。
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