CN111817538B - 两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器和应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器和应用方法,涉及电源适配器领域,解决了国内需求一种能够满足个别电荷转换器连接和测试的一般性要求,同时又能够满足多个电荷转换器同时连接和测试的特殊需求的新的电源适配器的问题。本发明中电源适配器用于向N路电荷转换器提供工作电流,并且提取由N路电荷转换器输出的交流电压信号;本发明中电源适配器连接的电荷转换器数目为N个,电源适配器与每个电荷转换器均通过2根导线连接,同一个电荷转换器输出交流电压信号的线路与接收工作电流的线路为同一线路;可应用于核电厂松脱部件和振动监测系统的国产化两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器的设计空白。
Description
技术领域
本发明涉及电源适配器领域,具体涉及两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器和应用方法。
背景技术
对于能够将探测到的物理参数转换成电荷信号的传感器而言,比如加速度传感器或速度传感器等,电荷转换器是针对该物理参数的测量系统中常用的一种电子部件,而为电荷转换器提供工作电流并且同时接收和提取电荷转换器输出的交流电压信号的电源适配器是连接电荷转换器与测量系统信号采集设备之间的必不可少的环节。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:国内需求一种能够满足个别电荷转换器连接和测试的一般性要求,同时又能够满足多个电荷转换器同时连接和测试的特殊需求的新的电荷转换器电源适配器,本发明提供了解决上述问题的两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器和应用方法。
本发明通过下述技术方案实现:
两线制的多通道电荷转换器电源适配器,所述电源适配器用于向N路电荷转换器提供工作电流,并且提取由N路电荷转换器输出的交流电压信号;
所述电源适配器接收和处理来自于计算机的N路通道配置信息,并根据通道配置信息控制是否向N路电荷转换器输出工作电流,并且控制所述输出工作电流的大小;
所述电源适配器判断与N路电荷转换器连接的通道状态,并将处理后的通道状态信息输出至计算机;
所述电源适配器实时显示与N路电荷转换器连接的通道状态;
所述电源适配器连接的电荷转换器数目为N个,所述电源适配器与每个电荷转换器均通过2根导线连接,同一个电荷转换器输出交流电压信号的线路与接收工作电流的线路为同一线路;
所述电源适配器的工作电压为交流电压或直流电压;
多个所述电源适配器可依次用串联方式进行级联。
进一步地,所述电源适配器的电路如下:包括AC-DC模块、DC-DC模块、可调电流源、信号隔离单元和信号提取单元;
所述电源适配器的工作电压为交流电压或直流电压,交流电压和直流电压不能同时输入。
所述AC-DC模块用于将输入至所述电源适配器的交流电压转换为直流电压;
所述DC-DC模块用于将所述AC-DC单元输出的直流电压或者将输入至所述电源适配器的直流电压转换为隔离的直流电压,隔离的直流电压为所述可调电流源提供独立的工作电压;
所述可调电流源用于产生独立的直流电流,并通过所述信号隔离单元为电荷转换器提供工作电流,每路所述可调电流源还输出一个通道是否通断的状态标志;
所述信号隔离单元用于阻隔从电荷转换器输出的交流电压信号,并将所述可调电流源产生的直流电流作为工作电流输出至电荷转换器;
所述信号提取单元用于将由电荷转换器输出的交流电压信号进行提取、处理和输出,输出的交流电压信号连接到测量系统信号采集设备,每路所述信号提取单元还输出一个交流电压幅度信号,所述信号提取单元对交流电压信号的处理方式包括放大、滤波、反相、驱动或隔离。
进一步地,所述电源适配器的电路还包括信号比较单元、参考电压、信号过载逻辑整合单元、通断状态逻辑整合单元以及输出电压整合单元;
所述信号比较单元用于将所述信号提取单元输出的一个交流电压幅度信号与所述参考电压进行比较,比较结果为:如果交流电压幅度信号大于所述参考电压则认为通道信号过载,如果交流电压幅度信号小于或等于所述参考电压则认为通道信号未过载;所述信号比较单元根据比较结果输出一个通道信号是否过载的状态标志;
所述信号过载逻辑整合单元用于将N路所述信号比较单元输出的通道信号是否过载的状态标志进行信息的整合与发送;
所述通断状态逻辑整合单元用于将N路所述可调电流源输出的通道是否通断的状态标志进行信息的整合与发送;
所述输出电压整合单元用于将N路所述信号提取单元输出的独立的交流电压信号进行整合与输出。
进一步地,所述电源适配器的电路还包括指示接口驱动单元、通路输出控制驱动单元、上行通讯接口驱动单元、下行通讯接口驱动单元和FPGA芯片;
所述指示接口驱动单元用于接收所述FPGA芯片输出的与N路电荷转换器连接的通道状态信息,并进行输出显示,所述显示信息包括通道禁止状态、通道异常状态和通道正常状态,所述通道异常状态包括通道断开状态或通道信号过载状态;
所述通路输出控制驱动单元用于接收所述FPGA芯片输出的通道配置信息,控制N路所述可调电流源是否向电荷转换器输出工作电流,并且控制所述输出工作电流的大小;
所述上行通讯接口驱动单元和所述下行通讯接口驱动单元用于实现外部信息与所述FPGA芯片存储信息之间可靠的传输与交换;
所述FPGA芯片与所述指示接口驱动单元、所述通路输出控制驱动单元、所述上行通讯接口驱动单元、所述下行通讯接口驱动单元、所述通断状态逻辑整合单元以及所述信号过载逻辑整合单元进行电路连接;
所述FPGA芯片用于接收、存储来自于计算机或另一个所述电源适配器发送的通道配置信息,并将通道配置信息分割为N路和剩余两部分,N路通道配置信息控制所述电源适配器的N路所述可调电流源,剩余通道配置信息由所述FPGA芯片通过所述下行通讯接口驱动单元发送到另一个所述电源适配器;
所述FPGA芯片用于接收、存储来自于另一个所述电源适配器发送的通道状态信息,并将接收到的通道状态信息和所述电源适配器的N路通道状态信息进行整合,整合后的通道状态信息由所述FPGA芯片通过所述上行通讯接口驱动单元发送到计算机或另一个所述电源适配器;
进一步地,所述FPGA芯片设计多种功能接口,包括N路通断状态接口、N路过载状态接口、N路输出控制和指示接口、信号通讯主输出接口、信号通讯主输入接口;
所述FPGA芯片的N路通断状态接口用于将接收到的所述通断状态逻辑整合单元输出的N路通道是否通断的状态信息实时输出至所述FPGA芯片的信号通讯主输出接口;
所述FPGA芯片的N路过载状态接口用于将接收到的所述信号过载逻辑整合单元输出的N路通道信号是否过载的状态信息实时输出至所述FPGA芯片的信号通讯主输出接口;
所述FPGA芯片的N路输出控制和指示接口与所述通路输出控制驱动单元进行连接,用于将N路通道配置信息输出到所述通路输出控制驱动单元,控制可调电流源直流电流的输出状态,所述FPGA芯片的N路输出控制和指示接口与所述指示接口驱动单元进行连接,用于将N路通道状态信息进行显示;
所述FPGA芯片的信号通讯主输出接口与所述上行通讯接口驱动单元连接,用于接收、存储、分割和发送通道配置信息,完成计算机或另一个所述电源适配器对所述电源适配器通道配置信息的传递,并且所述FPGA芯片的信号通讯主输出接口用于接收、存储、整合和发送通道状态信息,完成所述电源适配器对计算机或另一个所述电源适配器通道状态信息的传递;
所述FPGA芯片的信号通讯主输入接口与所述下行通讯接口驱动单元连接,用于接收、存储和发送通道配置信息,完成所述电源适配器对另一个所述电源适配器通道配置信息的传递,并且所述FPGA芯片的信号通讯主输入接口用于接收、存储和发送通道状态信息,完成另一个所述电源适配器对所述电源适配器通道状态信息的传递。
进一步地,所述电源适配器的装置结构包括1个交流电压输入端口、1个直流电压输入端口、1个接地端口、N路与电荷转换器连接的端口、N路指示灯、1个上行通讯端口和1个下行通讯端口、N路交流电压独立输出端口、1个交流电压整合输出端口;
所述装置结构的交流电压输入端口与所述AC-DC模块输入端的电路连通,连入输入所述电源适配器的交流电压;
所述装置结构的直流电压输入端口与所述AC-DC模块输出端的电路连通,连入输入所述电源适配器的直流电压;
所述装置结构的接地端口连入保护地;
所述装置结构的N路与电荷转换器连接的端口与所述N路信号提取单元输入端的电路连通,每个端口通过2根导线连接到电荷转换器,为电荷转换器提供工作电流,并接收由电荷转换器输出的交流电压信号;
所述装置结构的N路指示灯显示与N路电荷转换器连接的通道状态信息,所述通道状态信息包括通道禁止状态、通道异常状态和通道正常状态;
所述装置结构的上行通讯端口与所述FPGA芯片的信号通讯主输出接口通过所述上行通讯接口驱动的电路连通;
所述装置结构的下行通讯端口与所述FPGA芯片的信号通讯主输入接口通过所述下行通讯接口驱动的电路连通;
所述装置结构的N路交流电压独立输出端口与N路所述信号提取单元输出端的电路连通,将所述电源适配器输出的交流电压信号通过N根2芯电缆输出到测量系统信号采集设备;
所述装置结构的1路交流电压整合输出端口与所述输出电源整合单元输出端的电路连通,将所述电源适配器输出的交流电压信号通过1根多芯转2×N芯的电缆输出到测量系统信号采集设备。
两线制的多通道电荷转换器电源适配器的方法,所述的电源适配器应用于连接N个电荷转换器的核电厂松脱部件和振动监测系统中,将1个所述电源适配器安装于标准机柜中,所述电源适配器通过所述上行通讯端口与工控机连接。
进一步,两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器的方法,所述的电源适配器应用于需要连接N×M个电荷转换器的监测系统中,将M个所述电源适配器安装于标准机柜中,M个所述电源适配器通过所述上行通讯端口和所述下行通讯端口依次用串联方式进行级联,只有第1个所述电源适配器的所述上行通讯端口与计算机连接,并且只有第M个所述电源适配器的所述下行通讯端口无连接。
本发明具有如下的优点和有益效果:
本发明设计两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器,既能满足个别电荷转换器连接和测试的一般性要求,也能满足工程项目中的多个电荷转换器同时连接和测试的特殊需求,同时更可填补应用于核电厂松脱部件和振动监测系统的国产化电源适配器的设计空白。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为核电厂松脱部件和振动监测系统连接示意图。
图2为本发明的模块图。
图3为本发明的一种M个电源适配器级联设计优选示意图。
图4为本发明的一种电源适配器面板接口设计优选示意图。
具体实施方式
在对本发明的任意实施例进行详细的描述之前,应该理解本发明的应用不局限于下面的说明或附图中所示的结构的细节。本发明可采用其它的实施例,并且可以以各种方式被实施或被执行。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性改进前提下所获得的所有其它实施例,均属于本发明保护的范围。
实施例1:
两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器,如图2所示,所述电源适配器用于向N路电荷转换器提供工作电流,并且提取由N路电荷转换器输出的交流电压信号;
所述电源适配器接收和处理来自于计算机的N路通道配置信息,并根据通道配置信息控制是否向N路电荷转换器输出工作电流,并且控制所述输出工作电流的大小;
所述电源适配器判断与N路电荷转换器连接的通道状态,并将处理后的通道状态信息输出至计算机;
所述电源适配器实时显示与N路电荷转换器连接的通道状态;
所述电源适配器连接的电荷转换器数目为N个,所述电源适配器与每个电荷转换器均通过2根导线连接,同一个电荷转换器输出交流电压信号的线路与接收工作电流的线路为同一线路;
所述电源适配器的工作电压为交流电压或直流电压;
多个所述电源适配器可依次用串联方式进行级联。
所述电源适配器的电路如下:包括AC-DC模块、DC-DC模块、可调电流源、信号隔离单元和信号提取单元;
所述电源适配器的工作电压为交流电压或直流电压,交流电压和直流电压不能同时输入。
所述AC-DC模块用于将输入至所述电源适配器的交流电压转换为直流电压;
所述DC-DC模块用于将所述AC-DC单元输出的直流电压或者将输入至所述电源适配器的直流电压转换为隔离的直流电压,隔离的直流电压为所述可调电流源提供独立的工作电压;
所述可调电流源用于产生独立的直流电流,并通过所述信号隔离单元为电荷转换器提供工作电流,每路所述可调电流源还输出一个通道是否通断的状态标志;
所述信号隔离单元用于阻隔从电荷转换器输出的交流电压信号,并将所述可调电流源产生的直流电流作为工作电流输出至电荷转换器;
所述信号提取单元用于将由电荷转换器输出的交流电压信号进行提取、处理和输出,输出的交流电压信号连接到测量系统信号采集设备,每路所述信号提取单元还输出一个交流电压幅度信号,所述信号提取单元对交流电压信号的处理方式包括放大、滤波、反相、驱动或隔离。
所述电源适配器的电路还包括信号比较单元、参考电压、信号过载逻辑整合单元、通断状态逻辑整合单元以及输出电压整合单元;
所述信号比较单元用于将所述信号提取单元输出的一个交流电压幅度信号与所述参考电压进行比较,比较结果为:如果交流电压幅度信号大于所述参考电压则认为通道信号过载,如果交流电压幅度信号小于或等于所述参考电压则认为通道信号未过载;所述信号比较单元根据比较结果输出一个通道信号是否过载的状态标志;
所述信号过载逻辑整合单元用于将N路所述信号比较单元输出的通道信号是否过载的状态标志进行信息的整合与发送;
所述通断状态逻辑整合单元用于将N路所述可调电流源输出的通道是否通断的状态标志进行信息的整合与发送;
所述输出电压整合单元用于将N路所述信号提取单元输出的独立的交流电压信号进行整合与输出。
所述电源适配器的电路还包括指示接口驱动单元、通路输出控制驱动单元、上行通讯接口驱动单元、下行通讯接口驱动单元和FPGA芯片;
所述指示接口驱动单元用于接收所述FPGA芯片输出的与N路电荷转换器连接的通道状态信息,并进行输出显示,所述显示信息包括通道禁止状态、通道异常状态和通道正常状态,所述通道异常状态包括通道断开状态或通道信号过载状态;
所述通路输出控制驱动单元用于接收所述FPGA芯片输出的通道配置信息,控制N路所述可调电流源是否向电荷转换器输出工作电流,并且控制所述输出工作电流的大小;
所述上行通讯接口驱动单元和所述下行通讯接口驱动单元用于实现外部信息与所述FPGA芯片存储信息之间可靠的传输与交换;
所述FPGA芯片与所述指示接口驱动单元、所述通路输出控制驱动单元、所述上行通讯接口驱动单元、所述下行通讯接口驱动单元、所述通断状态逻辑整合单元以及所述信号过载逻辑整合单元进行电路连接;
所述FPGA芯片用于接收、存储来自于计算机或另一个所述电源适配器发送的通道配置信息,并将通道配置信息分割为N路和剩余两部分,N路通道配置信息控制所述电源适配器的N路所述可调电流源,剩余通道配置信息由所述FPGA芯片通过所述下行通讯接口驱动单元发送到另一个所述电源适配器;
所述FPGA芯片用于接收、存储来自于另一个所述电源适配器发送的通道状态信息,并将接收到的通道状态信息和所述电源适配器的N路通道状态信息进行整合,整合后的通道状态信息由所述FPGA芯片通过所述上行通讯接口驱动单元发送到计算机或另一个所述电源适配器;
所述FPGA芯片设计多种功能接口,包括N路通断状态接口、N路过载状态接口、N路输出控制和指示接口、信号通讯主输出接口、信号通讯主输入接口;
所述FPGA芯片的N路通断状态接口用于将接收到的所述通断状态逻辑整合单元输出的N路通道是否通断的状态信息实时输出至所述FPGA芯片的信号通讯主输出接口;
所述FPGA芯片的N路过载状态接口用于将接收到的所述信号过载逻辑整合单元输出的N路通道信号是否过载的状态信息实时输出至所述FPGA芯片的信号通讯主输出接口;
所述FPGA芯片的N路输出控制和指示接口与所述通路输出控制驱动单元进行连接,用于将N路通道配置信息输出到所述通路输出控制驱动单元,控制可调电流源直流电流的输出状态,所述FPGA芯片的N路输出控制和指示接口与所述指示接口驱动单元进行连接,用于将N路通道状态信息进行显示;
所述FPGA芯片的信号通讯主输出接口与所述上行通讯接口驱动单元连接,用于接收、存储、分割和发送通道配置信息,完成计算机或另一个所述电源适配器对所述电源适配器通道配置信息的传递,并且所述FPGA芯片的信号通讯主输出接口用于接收、存储、整合和发送通道状态信息,完成所述电源适配器对计算机或另一个所述电源适配器通道状态信息的传递;
所述FPGA芯片的信号通讯主输入接口与所述下行通讯接口驱动单元连接,用于接收、存储和发送通道配置信息,完成所述电源适配器对另一个所述电源适配器通道配置信息的传递,并且所述FPGA芯片的信号通讯主输入接口用于接收、存储和发送通道状态信息,完成另一个所述电源适配器对所述电源适配器通道状态信息的传递。
实施例2:
电源适配器的装置结构如下:
如图4所示,所述电源适配器的装置结构包括1个交流电压输入端口、1个直流电压输入端口、1个接地端口、N路与电荷转换器连接的端口、N路指示灯、1个上行通讯端口和1个下行通讯端口、N路交流电压独立输出端口、1个交流电压整合输出端口;
所述装置结构的交流电压输入端口与所述AC-DC模块输入端的电路连通,连入输入所述电源适配器的交流电压;
所述装置结构的直流电压输入端口与所述AC-DC模块输出端的电路连通,连入输入所述电源适配器的直流电压;
所述装置结构的接地端口连入保护地;
所述装置结构的N路与电荷转换器连接的端口与所述N路信号提取单元输入端的电路连通,每个端口通过2根导线连接到电荷转换器,为电荷转换器提供工作电流,并接收由电荷转换器输出的交流电压信号;
所述装置结构的N路指示灯显示与N路电荷转换器连接的通道状态信息,所述通道状态信息包括通道禁止状态、通道异常状态和通道正常状态;
所述装置结构的上行通讯端口与所述FPGA芯片的信号通讯主输出接口通过所述上行通讯接口驱动的电路连通;
所述装置结构的下行通讯端口与所述FPGA芯片的信号通讯主输入接口通过所述下行通讯接口驱动的电路连通;
所述装置结构的N路交流电压独立输出端口与N路所述信号提取单元输出端的电路连通,将所述电源适配器输出的交流电压信号通过N根2芯电缆输出到测量系统信号采集设备;
所述装置结构的1路交流电压整合输出端口与所述输出电源整合单元输出端的电路连通,将所述电源适配器输出的交流电压信号通过1根多芯转2×N芯的电缆输出到测量系统信号采集设备。
两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器的方法,如图1所示,所述的电源适配器应用于需要连接N个电荷转换器的核电厂松脱部件和振动监测系统中,将1个所述电源适配器安装于标准机柜中,所述电源适配器通过所述上行通讯端口与工控机连接。通过所述上行通讯端口,工控机可以对N个电荷转换器的工作电流进行配置和控制,并且可以获取与N个电荷转换器连接的通道状态。
两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器的方法,所述的电源适配器应用于需要连接N×M个电荷转换器的监测系统中,将M个所述电源适配器安装于标准机柜中,M个所述电源适配器通过所述上行通讯端口和所述下行通讯端口依次用串联方式进行级联,只有第1个所述电源适配器的所述上行通讯端口与计算机连接,并且只有第M个所述电源适配器的所述下行通讯端口无连接。通过唯一与计算机连接的所述上行通讯端口,计算机可以对所有级联接入的N×M个电荷转换器的工作电流进行配置和控制,并且可以获取到所有级联接入的与N×M个电荷转换器连接的通道状态。
优选的,M个电源适配器的通讯接口按照串联方式进行级联,其连接设计示意如图3。
实施例3:
优选的,所述电源适配器的电气接口设计如下:
工作交流电源:220VAC,50Hz;
工作直流电源:15VDC;
最大通道数:16路,设计通道的数量为16路,但可以是1路至16路中的任何路数;
每路输出到电荷转换器的直流电流:10mA(4mA~20mA可调,通过配置信息调节可调电流源);
每路输出到电荷转换器的最大直流电压:≥24V;
每路接收交流信号的最大电压幅度:±10V;
接收由电荷转换器输出交流信号的最大频率:≥30kHz;
每路与电荷转换器连接的电缆:单芯屏蔽同轴电缆。
实施例4:
优选的,所述电源适配器的安装接口设计:
电源适配器设计为能够直接或通过机械附件间接安装到19吋的标准机柜中,并且高度不超过44.45mm,深度不超过300mm。
优选的,所述电源适配器的面板接口设计:
电源适配器的面板接口设计如图4,包括交流电压输入端口(国标AC三端公座)、直流电压输入端口(三芯圆形公座)、接地端口(接地柱)、与电荷转换器连接的端口(BNC母座)、可与测量系统信号采集设备连接的交流电压独立输出端口(BNC母座)、可与测量系统信号采集设备连接的交流电压整合输出端口(DB37插孔座)、N路指示灯(直径3mm的红绿双色发光二极管)、上行通讯端口(DB9插针座)以及下行通讯端口(DB9插孔座)。
实施例5:
优选的,如图3所示,下行通讯端口(DB9插孔座)与上行通讯端口(DB9插针座)采用计算机通用接口形式,同时采用匹配的通讯协议,下行通讯端口和上行通讯端口具有防误插设计,将一个电源适配器的上行通讯端口与另一个电源适配器的下行通讯端口连接,可以将M个电源适配器的信息进行级联,并在第1个电源适配器的上行通讯端口与计算机通用接口进行通讯,计算机对所有级联接入的N×M个电荷转换器的工作电流进行配置和控制,并且获取所有级联接入的与N×M个电荷转换器连接的通道状态。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器,其特征在于:
所述电源适配器用于向N路电荷转换器提供工作电流,并且提取由N路电荷转换器输出的交流电压信号;
所述电源适配器接收和处理来自于计算机的N路通道配置信息,并根据通道配置信息控制是否向N路电荷转换器输出工作电流,并且控制所述输出工作电流的大小;
所述电源适配器判断与N路电荷转换器连接的通道状态,并将处理后的通道状态信息输出至计算机;
所述电源适配器实时显示与N路电荷转换器连接的通道状态;
所述电源适配器连接的电荷转换器数目为N个,所述电源适配器与每个电荷转换器均通过2根导线连接,同一个电荷转换器输出交流电压信号的线路与接收工作电流的线路为同一线路;
所述电源适配器的工作电压为交流电压或直流电压;
多个所述电源适配器依次用串联方式进行级联;
所述电源适配器的电路如下:包括AC-DC模块、DC-DC模块、可调电流源、信号隔离单元和信号提取单元;
所述电源适配器的工作电压为交流电压或直流电压,交流电压和直流电压不能同时输入;
所述AC-DC模块用于将输入至所述电源适配器的交流电压转换为直流电压;
所述DC-DC模块用于将所述AC-DC单元输出的直流电压或者将输入至所述电源适配器的直流电压转换为隔离的直流电压,隔离的直流电压为所述可调电流源提供独立的工作电压;
所述可调电流源用于产生独立的直流电流,并通过所述信号隔离单元为电荷转换器提供工作电流,每路所述可调电流源还输出一个通道是否通断的状态标志;
所述信号隔离单元用于阻隔从电荷转换器输出的交流电压信号,并将所述可调电流源产生的直流电流作为工作电流输出至电荷转换器;
所述信号提取单元用于将由电荷转换器输出的交流电压信号进行提取、处理和输出,输出的交流电压信号连接到测量系统信号采集设备,每路所述信号提取单元还输出一个交流电压幅度信号,所述信号提取单元对交流电压信号的处理方式包括放大、滤波、反相、驱动或隔离;
所述电源适配器的电路还包括信号比较单元、参考电压、信号过载逻辑整合单元、通断状态逻辑整合单元以及输出电压整合单元;
所述信号比较单元用于将所述信号提取单元输出的一个交流电压幅度信号与所述参考电压进行比较,比较结果为:如果交流电压幅度信号大于所述参考电压则认为通道信号过载,如果交流电压幅度信号小于或等于所述参考电压则认为通道信号未过载;所述信号比较单元根据比较结果输出一个通道信号是否过载的状态标志;
所述信号过载逻辑整合单元用于将N路所述信号比较单元输出的通道信号是否过载的状态标志进行信息的整合与发送;
所述通断状态逻辑整合单元用于将N路所述可调电流源输出的通道是否通断的状态标志进行信息的整合与发送;
所述输出电压整合单元用于将N路所述信号提取单元输出的独立的交流电压信号进行整合与输出。
2.根据权利要求1所述的两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器,其特征在于:
所述电源适配器的电路还包括指示接口驱动单元、通路输出控制驱动单元、上行通讯接口驱动单元、下行通讯接口驱动单元和FPGA芯片;
所述指示接口驱动单元用于接收所述FPGA芯片输出的与N路电荷转换器连接的通道状态信息,并进行输出显示,所述通道状态信息包括通道禁止状态、通道异常状态和通道正常状态,所述通道异常状态包括通道断开状态或通道信号过载状态;
所述通路输出控制驱动单元用于接收所述FPGA芯片输出的通道配置信息,控制N路所述可调电流源是否向电荷转换器输出工作电流,并且控制所述输出工作电流的大小;
所述上行通讯接口驱动单元和所述下行通讯接口驱动单元用于实现外部信息与所述FPGA芯片存储信息之间可靠的传输与交换;
所述FPGA芯片与所述指示接口驱动单元、所述通路输出控制驱动单元、所述上行通讯接口驱动单元、所述下行通讯接口驱动单元、所述通断状态逻辑整合单元以及所述信号过载逻辑整合单元进行电路连接;
所述FPGA芯片用于接收、存储来自于计算机或另一个所述电源适配器发送的通道配置信息,并将通道配置信息分割为N路和剩余两部分,N路通道配置信息控制所述电源适配器的N路所述可调电流源,剩余通道配置信息由所述FPGA芯片通过所述下行通讯接口驱动单元发送到另一个所述电源适配器;
所述FPGA芯片用于接收、存储来自于另一个所述电源适配器发送的通道状态信息,并将接收到的通道状态信息和所述电源适配器的N路通道状态信息进行整合,整合后的通道状态信息由所述FPGA芯片通过所述上行通讯接口驱动单元发送到计算机或另一个所述电源适配器。
3.根据权利要求2所述的两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器,其特征在于:
所述FPGA芯片设计多种功能接口,包括N路通断状态接口、N路过载状态接口、N路输出控制和指示接口、信号通讯主输出接口、信号通讯主输入接口;
所述FPGA芯片的N路通断状态接口用于将接收到的所述通断状态逻辑整合单元输出的N路通道是否通断的状态信息实时输出至所述FPGA芯片的信号通讯主输出接口;
所述FPGA芯片的N路过载状态接口用于将接收到的所述信号过载逻辑整合单元输出的N路通道信号是否过载的状态信息实时输出至所述FPGA芯片的信号通讯主输出接口;
所述FPGA芯片的N路输出控制和指示接口与所述通路输出控制驱动单元进行连接,用于将N路通道配置信息输出到所述通路输出控制驱动单元,控制可调电流源直流电流的输出状态,所述FPGA芯片的N路输出控制和指示接口与所述指示接口驱动单元进行连接,用于将N路通道状态信息进行显示;
所述FPGA芯片的信号通讯主输出接口与所述上行通讯接口驱动单元连接,用于接收、存储、分割和发送通道配置信息,完成计算机或另一个所述电源适配器对所述电源适配器通道配置信息的传递,并且所述FPGA芯片的信号通讯主输出接口用于接收、存储、整合和发送通道状态信息,完成所述电源适配器对计算机或另一个所述电源适配器通道状态信息的传递;
所述FPGA芯片的信号通讯主输入接口与所述下行通讯接口驱动单元连接,用于接收、存储和发送通道配置信息,完成所述电源适配器对另一个所述电源适配器通道配置信息的传递,并且所述FPGA芯片的信号通讯主输入接口用于接收、存储和发送通道状态信息,完成另一个所述电源适配器对所述电源适配器通道状态信息的传递。
4.根据权利要求3所述的两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器,其特征在于:
所述电源适配器的装置结构包括1个交流电压输入端口、1个直流电压输入端口、1个接地端口、N路与电荷转换器连接的端口、N路指示灯、1个上行通讯端口和1个下行通讯端口、N路交流电压独立输出端口、1个交流电压整合输出端口;
所述装置结构的交流电压输入端口与所述AC-DC模块输入端的电路连通,连入输入所述电源适配器的交流电压;
所述装置结构的直流电压输入端口与所述AC-DC模块输出端的电路连通,连入输入所述电源适配器的直流电压;
所述装置结构的接地端口连入保护地;
所述装置结构的N路与电荷转换器连接的端口与所述N路信号提取单元输入端的电路连通,每个端口通过2根导线连接到电荷转换器,为电荷转换器提供工作电流,并接收由电荷转换器输出的交流电压信号;
所述装置结构的N路指示灯显示与N路电荷转换器连接的通道状态信息,所述通道状态信息包括通道禁止状态、通道异常状态和通道正常状态;
所述装置结构的上行通讯端口与所述FPGA芯片的信号通讯主输出接口通过所述上行通讯接口驱动的电路连通;
所述装置结构的下行通讯端口与所述FPGA芯片的信号通讯主输入接口通过所述下行通讯接口驱动的电路连通;
所述装置结构的N路交流电压独立输出端口与N路所述信号提取单元输出端的电路连通,将所述电源适配器输出的交流电压信号通过N根2芯电缆输出到测量系统信号采集设备;
所述装置结构的1路交流电压整合输出端口与所述输出电源整合单元输出端的电路连通,将所述电源适配器输出的交流电压信号通过1根多芯转2×N芯的电缆输出到测量系统信号采集设备。
5.应用多通道电源适配器的方法,其特征在于,权利要求2~4任意一条所述的两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器应用于需要连接N个电荷转换器的核电厂松脱部件和振动监测系统中,将1个所述电源适配器安装于标准机柜中,所述电源适配器通过所述上行通讯接口与工控机连接。
6.应用多通道电源适配器的方法,其特征在于,权利要求2~4任意一条所述的两线制连接电荷转换器的多通道电源适配器应用于需要连接N×M个电荷转换器的监测系统中,将M个所述电源适配器安装于标准机柜中,M个所述电源适配器通过所述上行通讯接口和所述下行通讯接口依次用串联方式进行级联,只有第1个所述电源适配器的所述上行通讯接口与计算机连接,并且只有第M个所述电源适配器的所述下行通讯接口无连接。
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