[发明专利]基于FPGA控制的全自动SPD热稳仪及其测试方法

摘要

一种基于FPGA控制的全自动SPD热稳仪，包括过流保护器、交流接触器、变频电源、测控系统、升压变压器、量程选择开关、采样电阻、分压电容，测控系统由上位机、温度采集器、FPGA、AD变换器、外部时钟和DA变换器组成，是一个基于FPGA的系统，以及其测试方法。通过FPGA将实测值与整定值进行比较，同时运用过采样和软件滤波技术对电流波形数据进行处理，自动调节变频电源电压控制端口，使回路电流达到整定值。将采集到的试品温度通过温度采集器自带的通信接口传输到上位机，为热稳定测试提供按照流程变化的恒定交流电流，同时可监测SPD的电压、电流及温度，并根据采集的数据和脱离器动作情况自动判断试品是否合格，大大提高了热稳定测试的效率，有较高的应用价值。

主权项

一种基于FPGA控制的全自动SPD热稳仪，其特征在于，其构成包括：第一过流保护器(F1)、第二过流保护器(F2)，第一交流接触器(K1)、第二交流接触器(K2)，变频电源(M1)，测控系统(M2)，升压变压器(T1)，第三交流接触器(K3)，电阻(R1)，电流表(A)，电压表(V)，第一量程选择开关(K4)、第二量程选择开关(K5)、第三量程选择开关(K6)，第一采样电阻(R2)、第二采样电阻(R3)、第三采样电阻(R4)，第一分压电容(C1)、第二分压电容(C2)和热电偶(D)，所述的测控系统(M2)由上位机、温度采集器、FPGA、AD变换器、外部时钟和DA变换器组成，是一个基于FPGA的系统，所述的FPGA包括硬件逻辑模块、SPI模块、PIO模块、UART模块、数据存储模块、PLL模块和NIOS II处理器，FPGA实现数据采集、数据存储、数据处理和变频电源M1输出电压的调控，上述元部件的连接关系如下：所述的第一过流保护器(F1)经所述的第一交流接触器(K1)和第二过流保护器(F2)经第二交流接触器(K2)与所述的变频电源(M1)的输入端相连，所述的变频电源(M1)的两个输出端与所述的升压变压器(T1)的原边相连，该升压变压器(T1)副边的一端接地，副边的另一端经第三交流接触器(K3)和电阻(R1)接待测的SPD的一端，该待测的SPD的另一端接所述的电流表(A)的一端，该电流表(A)的另一端接所述的第一量程选择开关(K4)、第二量程选择开关(K5)和第三量程选择开关(K6)的公共节点，所述的第一量程选择开关(K4)、第二量程选择开关(K5)和第三量程选择开关(K6)的另一端分别与所述的第一采样电阻(R2)、第二采样电阻(R3)、第三采样电阻(R4)的一端依次相连，所述的第一采样电阻(R2)、第二采样电阻(R3)、第三采样电阻(R4)的另一端接地；在所述的电阻(R1)与所述的待测的SPD的节点和地之间连接由第一分压电容(C1)和第二分压电容(C2)组成的电容分压器，在所述的第一分压电容(C1)和第二分压电容(C2)的连接点与地之间连接所述的电压表(V)；所述的温度的热电偶(D)接待测的SPD，该热电偶(D)的输出端经导线与所述的测控系统(M2)的温度采集器相连；所述的电流表(A)和所述的选择开关的公共节点与所述的测控系统(M2)的AD变换器相连；所述的测控系统(M2)的DA变换器接所述的变频电源(M1)的控制端。