CN107576869A

CN107576869A - 一种功率源的检测及保护方法

Info

Publication number: CN107576869A
Application number: CN201710776154.3A
Authority: CN
Inventors: 狄刚沙
Original assignee: SHENZHEN ARTEL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN ARTEL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2018-01-12

Abstract

一种功率源的检测及保护方法，采集功率源内部模数转换芯片的原始数据并将其按周波读取并存储；检测周波内的信息并将信息与设定的阈值比较得到故障次数；当故障次数超过设定的阈值时判定为故障状态，启动功率源保护状态。保护速度快，功率源外接线错误或者发生内部直流故障时，在60‑70mS可以判定故障并关闭功放。功放的工作状态始终处于监控之下，带载时失真超过设定的失真度要求时，仪器将关闭功放，给出报警信息。在功率源调试及使用发生报警时，相关技术人员可以根据报警类型更快速的锁定问题。本方案还具有设定限值准确、参数调整灵活，实际使用时不会有老化漂移等问题。

Description

一种功率源的检测及保护方法

技术领域

本发明涉及一种功率源的检测及保护方法。

背景技术

在目前的计量和电力系统使用的校准仪器，包括校验装置、标准源、功率源，其功率放大器的保护和检测电路，基本是采用硬件检测方式，硬件检测到报警后转换为电平或者脉冲信号给到芯片的IO口，软件仅对此IO信号进行处理。硬件检测部分有的是利用从功放的虚地点取信号，经放大、整流后再与基准值比较判断其是否超越限值。有的是使用功放输出的取样信号与某个基准范围值进行比较大小，超过该范围，则引起报警。有的是利用输出采样信号与输入信号比较后，将其差值进行放大、整流，再与基准值比较判断是否报警。

这些报警方法，普遍存在的问题是只能定性某一路功放内部故障或外部接线是否存在明显问题如电压短路、电流开路等，无法提供更详细信息。参数匹配困难，报警太慢可能导致功放在不利条件下较长时间工作而损坏，报警太快可能在升降信号瞬间及正常工作时产生误报警，且长期使用后参数会漂移，大多数的报警保护速度在秒级。

功率源在送检时，功放输出失真度的指标是在不带负载或者带线性负载时测得的。当功率源使用时，由于实际的负载多种多样，尤其是负载为开关电源等非线性负载时，功率源的功放输出的波形很可能发生畸变，超过功率源的指标要求，客户缺乏实时监控这些数据的手段，在此时测试的数据将可能会有一定误差，或者说是进行了不合规定的测试。硬件报警电路在此种情况下，基本是认为功率源在正常工作，具备输出谐波功能的源更是必须保证源输出谐波时，硬件电路不能误报警，这就必然给客户的使用带来一定的隐患。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种功率源的检测及保护方法。

本发明提供的技术方案为：

一种功率源的检测及保护方法，采集功率源内部模数转换器的原始数据并将其按周波存储；

检测周波内的信息并将信息与设定的阈值比较得到故障次数；

当故障次数超过设定的阈值时判定为故障状态，启动功率源保护状态。

优选的是，在检测周波内的信息时：

周波内的全部数据的绝对值的平均值小设定的阈值，则判定故障状态为无输出状态。

优选的是，周波内的全部数据中大于一个正值的次数超过设定的阈值的比例，则判定故障状态为直流状态；

周波内的全部数据中小于一个负值的次数超过设定的阈值的比例，则判定故障状态为直流状态。

优选的是，统计相应的故障状态的次数，当相应的故障状态超过三次时，关闭功率源。

优选的是，在检测周波内的信息时：

通过快速傅里叶变换算法得到功率源的失真度数据和功放输出测量值；

将失真度数据和功放输出值与设定的阈值比较；

当失真度数据或功放输出值大于设定的阈值时，则判定为故障状态。

优选的是，测量得到的功放输出采样值失真度数据超过设定的失真度限值，则判定功率源工作状态为故障状态。

优选的是，测量得到的功放输出采样值有效值数据与理论输出值的偏差超过设定的输出值限度，则判定功率源工作状态为故障状态。

优选的是，用于傅里叶变换计算的周波为8个周波。

本发明的有益效果：

保护速度快，功率源外接线错误或者发生内部直流故障时，在60-70mS可以判定故障并关闭功放。功放的工作状态始终处于监控之下，带载时失真超过设定的失真度要求时，仪器将关闭功放，给出报警信息。这使得从仪器测试得到的数据结果都是在满足要求的失真度下取得的，所以相关数据更加可靠。在功率源调试及使用发生报警时，相关技术人员可以根据报警类型更快速的锁定问题。本方案还具有设定限值准确、参数调整灵活，实际使用时不会有老化漂移等问题。

附图说明

图1为本发明的实施例1的检测方法逻辑示意图；

图2为本发明的实施例2的检测方法逻辑示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明；

本发明使用的功放输出的采样测量值均取自功率源内部模数转换器的原始测量数据，此数据为高速实时数据。（对电压功放来说是电压数据、对于电流功放来说是电流数据）

实施例1：

本方案仅以一路交流电压功放为例进行说明，如果在功率源中，功率放大器有多路交流电压和交流电流，则可以采用相同方法依次对各路测量数据进行处理。而交流功放中输出的直流成分，一般被视为有害信息，本方法也可以检出。

本实施例为每毫秒检测一次通讯口收到的由数模转换器传输过来的瞬时电压测量值，如果收到了一个完整周波即512个的电压测量值，则进行一次无输出和输出直流保护判断，连续三次（可设置）检测到无输出（或者）输出直流状态，则认为功放处于故障状态，则立即关闭功放，给出报警信息。

在检测周波内的信息时：

周波内的全部电压测量值的绝对值小于设定的阈值，则判定故障状态为无输出状态。

由于正常交流波形中正负半波的时间是相等的，对应的电压测量值也是正负各一半左右。如果周波内的全部数据中大于一个正值的次数超过设定的阈值比例（比如80%），则判定故障状态为直流状态；同样，周波内的全部数据中小于一个负值的次数超过设定的阈值的比例（比如80%），则判定故障状态为直流状态。

各个判定项目各自计数，如果状态故障，则对应计数加一，如果状态正常则计数清零。某个计数超过故障设定值（如三次），则判定功放故障。判定故障后，软件关闭功放的使能控制，对功放进行保护，并回传故障信息给主控，在界面进行显示和发出报警提示声。

实施例2：

在检测一段更长时间，比如8周波内的信息时：

将失真度数据和功放输出值与设定的阈值比较；

本实施例每得到8周波数据进行一次状态检测判断，利用快速傅里叶变换算法，得到功放输出的失真度测量值、功放输出测量值，与各自的限值比较，判断功放是否处于正常工作状态，各项连续三次检测（可设置）为非正常工作状态，则关闭功放，给出相关的报警信息。

测量得到的功放输出采样值失真度值超过设定的失真度限值，则判定功率源工作状态为非正常工作状态状态。

测量得到的功放输出测量值与理论输出值的偏差超过设定的输出值限度，则判定功率源工作状态为非正常工作状态状态。

各个判定项目各自计数，如果状态为非正常工作状态，则对应计数加一，如果状态正常则计数清零。某个计数超过故障设定值（如三次），则判定功放状态不正常。判定功放状态不正常后，软件关闭功放的使能控制，并回传相关信息给主控，在界面进行显示和发出报警提示声。

为方便相关方法的易用性，各个数据的报警限值和报警计数判定限值，可根据不同功率源的改变作变化

综上，快速保护部分的方法，需要实时得到功放的输出的瞬时采样值，及时处理每一周波的最新数据，在使用DMA等接收数据时，需要软件能从大块的数据中取到最新的数据来使用。

本发明提供的方法可以为功率源提供有效的快速保护，可以在故障发生后的60-70mS内关闭功放，从而避免功率源的损坏。在调试阶段或者在实际运行阶段，功率源输出存在问题时，能为调试人员提供有效的诊断信息，为解决问题指明方向。在客户处运行，可以保证用户使用时，功率源输出失真度在设定的范围之内，从而保证客户测试数据的有效性和一致性。

Claims

1.一种功率源的检测及保护方法，其特征在于：

采集功率源内部模数转换芯片的原始数据并将其按周波读取并存储；

2.根据权利要求1所述的功率源的检测及保护方法，其特征在于：

在检测周波内的信息时：

周波内的测量数据的绝对值的平均值小设定的阈值，则判定故障状态为无输出状态。

3.根据权利要求2所述的功率源的检测及保护方法，其特征在于：

周波内的全部数据中大于一个正值的次数超过设定的阈值的比例，则判定故障状态为直流状态；

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的功率源的检测及保护方法，其特征在于：

统计相应的故障状态的次数，当相应的故障状态连续出现并超过三次时，关闭功率源。

5.根据权利要求1所述的功率源的检测及保护方法，其特征在于：

在检测8周波内的信息时：

将失真度数据和功放输出值与设定的阈值比较；

6.根据权利要求5所述的功率源的检测及保护方法，其特征在于：

测量得到的功放失真度数据超过设定的失真度限值，则判定功率源工作状态为故障状态。

7.根据权利要求5所述的功率源的检测及保护方法，其特征在于：

测量得到的功放输出采样值有效值数据与理论输出值的偏差超过设定的输出值限度，则判定功率源工作状态为故障状态。

8.根据权利要求5至7中任意一项所述的功率源的检测及保护方法，其特征在于：

统计相应的故障状态的次数，当相应的故障状态连续超过三次（可设置）时，关闭功率源。