一种直流及低频大电流测试电源的输出方法及系统与流程

本发明涉及电气设备领域，尤其一种直流及低频大电流测试电源的输出方法及系统。

背景技术：

1、随着电动汽车充电、光伏、储能等的广泛接入，直流配用电的应用越来越广。柔性低频交流输电是采用电力电子技术降低输电频率，提升电网输送容量和柔性调控能力的新型输电技术，为解决中远距离海岛和海上风电场大容量输电问题，柔性低频交流输电的需求也不断提升。

2、目前低频大电流源有两种方法：采用由精密信号发生器和精密跨导放大器组成的标准功率源和结合变频电源控制箱和升流器的方案。直接采用标准功率源方案价格非常昂贵，同时标准功率源一般在低频只能输出16hz的信号，个别设备可以输出1hz的信号，无法输出超低频的μhz或mhz信号。结合变频电源控制箱和升流器的方案，价格低廉，但是输出的电流的准确度低，并且无法输出直流信号。

3、因此，亟需一种可以输出直流及低频大电流的方法，可实现为直流电流互感器和低频电流互感器的检定提供电流源，同时也可以为mhz低频或μhz超低频提供大电流信号测试电源。

技术实现思路

1、本发明提供了一种直流及低频大电流测试电源的输出方法及系统，有效提高了测试电源的适用性。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种直流及低频大电流测试电源的输出方法，所述直流及低频大电流测试电源的输出方法，包括：

3、控制信号处理模块接收输出指令；所述输出指令包括预设幅值和预设频率值；

4、根据所述输出指令判断所需输出信号的类型，并根据所述所需输出信号的类型，在预设的时钟信号控制下，控制信号处理模块输出波形数据；所述所需输出信号的类型包括直流信号和交流信号；

5、根据所述输出指令控制信号输出模块对所述波形数据进行处理，并输出测试电源信号。

6、本发明实施例的有益效果为：

7、本发明实施例根据接收到的输出指令判断所需输出信号的类型，并根据所述所需输出信号的类型，在预设的时钟信号控制下，控制信号处理模块输出波形数据，然后，根据所述输出指令控制信号输出模块对所述波形数据进行处理，并输出测试电源信号，所述测试电源信号可以为直流信号，也可以为交流信号，这使得所述测试电源信号可以为直流电流互感器和低频电流互感器的检定提供电流源，提高了测试电源的适用性和实用性。

8、作为优选方案，所述根据所述输出指令判断所需输出信号的类型，并根据所述所需输出信号的类型，在预设的时钟信号控制下，控制信号处理模块输出波形数据，包括：

9、当所述预设频率值为0或小于0.05μhz时，确定所需输出信号的类型为直流信号，在预设的时钟信号控制下，控制信号处理模块输出直流波形数据；

10、当所述预设频率值大于等于0.05μhz时，确定所需输出信号的类型为交流信号，在预设的时钟信号控制下，控制信号处理模块输出交流波形数据。

11、本优选方案通过所述输出指令的预设频率值判断所需输出信号的类型，并根据所述所需输出信号的类型，在预设的时钟信号控制下，控制信号处理模块输出直流或交流波形数据。

12、作为优选方案，所述当所述预设频率值大于等于0.05μhz时，确定所需输出信号的类型为交流信号，在预设的时钟信号控制下，控制信号处理模块输出交流波形数据，包括：

13、当所述预设频率值大于等于0.05μhz并且小于50hz时，确定所需输出信号的类型为交流信号，在预设的时钟信号控制下，控制信号处理模块输出与所述预设频率值对应的交流波形数据；

14、当所述预设频率值大于50hz时，确定所需输出信号的类型为交流信号，在预设的时钟信号控制下，控制信号处理模块输出50hz的交流波形数据。

15、本优选方案通过所述输出指令的预设频率值确定所要输出的交流波形数据的频率，当所述预设频率值大于等于0.05μhz并且小于50hz时，输出与所述预设频率值对应的交流波形数据；而当所述预设频率值大于50hz时，则输出50hz的交流波形数据。

16、作为优选方案，所述根据所述输出指令控制信号输出模块对所述波形数据进行处理，并输出测试电源信号，包括：

17、根据所述输出指令设置所述波形数据的幅值，并根据所述波形数据的幅值将所述波形数据转换为模拟信号；

18、对所述模拟信号进行放大，并输出第一处理信号；

19、对所述第一处理信号进行转换，并输出第二处理信号；

20、根据所述第一处理信号和所述第二处理信号输出测试电源信号。

21、本优选方案通过信号输出模块对所述波形数据进行幅值设置、放大和转换处理，从而获得所述第一处理信号和所述第二处理信号，然后根据所述第一处理信号和所述第二处理信号输出测试电源信号。

22、作为优选方案，在根据所述输出指令控制所述信号输出模块对所述波形数据进行处理，并输出测试电源信号之后，还包括：

23、采集所述测试电源信号，并获得所述测试电源信号的有效值；

24、计算获得所述测试电源信号的有效值和预设幅值之间的误差；

25、根据所述误差对所述测试电源信号进行调节，直到所述误差小于预设值。

26、本优选方案在输出测试电源信号之后，还通过采集所述测试电源信号获得所述测试电源信号的有效值，计算获得所述测试电源信号的有效值和预设幅值之间的误差，并根据所述误差对所述测试电源信号进行调节，直到所述误差小于预设值，由此，本优选方案可以根据预设幅值进行测试电源信号准确的输出。

27、相应的，为解决技术问题，本发明实施例还提供一种直流及低频大电流测试电源，用于执行上述任意一项所述的一种直流及低频大电流测试电源的输出方法，所述直流及低频大电流测试电源包括：信号处理模块、信号输出模块和信号采集模块；

28、所述信号处理模块连接所述信号输出模块；所述信号输出模块连接所述信号采集模块；所述信号采集模块连接所述信号处理模块。

29、本发明实施例通过信号处理模块、信号输出模块和信号采集模块构成了直流及低频大电流测试电源。

30、作为优选方案，所述信号处理模块包括dsp内核、波形ram、dma单元和若干个数据接口；

31、其中，所述dsp内核用于生成波形数据；所述dsp内核还用于执行预设算法；所述dsp内核还用于与外部设备进行通讯；

32、所述波形ram用于存储生成的波形数据；

33、所述dma单元用于利用dma技术将所述波形数据进行输出；

34、所述数据接口用于连接所述信号输出模块和所述信号采集模块；所述数据接口还用于连接外部设备。

35、本优选方案通过dsp内核、波形ram、dma单元和若干个数据接口构成信号处理模块，所述信号处理模块可以与外部设备进行通讯，生成波形数据，并将所述波形数据通过dma技术进行输出。

36、作为优选方案，所述信号输出模块包括d/a转换单元、功率放大器和磁通门互感器及转换电路；

37、其中，所述d/a转换单元用于接收所述信号处理模块输出的波形数据，并在预设的时钟的控制下，将所述波形数据转换为具有预设幅值的模拟信号；

38、所述功率放大器用于接收所述模拟信号，对所述模拟信号进行放大，并输出放大后的模拟信号；

39、所述磁通门互感器及转换电路用于接收所述放大后的模拟信号，对所述放大后的模拟信号进行转换，并输出转换后的模拟信号。

40、本优选方案通过d/a转换单元、功率放大器和磁通门互感器及转换电路构成信号输出模块，所述信号输出模块可以在预设的时钟的控制下，将从所述信号处理模块接收的波形数据转换为具有预设幅值的模拟信号，并对模拟信号进行放大和转换处理。

41、作为优选方案，所述d/a转换单元包括第一d/a转换子单元和第二d/a转换子单元；

42、其中，所述第一d/a转换子单元用于接收所述信号处理模块输出的波形数据，并在预设的时钟的控制下，将所述波形数据转换为具有预设幅值的模拟信号；

43、所述第二d/a转换子单元用于输出参考信号到所述第一d/a转换子单元；所述参考信号决定了所述第一d/a转换子单元的参考输入值。

44、本优选方案的d/a转换单元包括第一d/a转换子单元和第二d/a转换子单元，所述d/a转换单元能够在预设的时钟的控制下，将接收的波形数据转换为具有预设幅值的模拟信号。

45、作为优选方案，所述信号采集模块包括ad转换电路；

46、其中，所述ad转换电路用于接收所述信号输出模块输出的信号，将所述信号转换为数字信号；所述ad转换电路还用于获得信号的有效值并进行输出。

47、本优选方案的信号采集模块包括ad转换电路，能够接收所述信号输出模块输出的信号，将所述信号转换为数字信号，还可以获得信号的有效值并进行输出。

48、作为优选方案，所述直流及低频大电流测试电源，还包括dds模块和晶体；

49、其中，所述晶体用于为所述dds模块提供频率信号；

50、所述dds模块用于连接所述信号处理模块和所述信号输出模块，并在所述信号处理模块的控制下，输出时钟信号到所述信号输出模块；所述时钟信号用于控制所述信号输出模块输出的波形数据的输出频率。

51、在本优选方案中，所述直流及低频大电流测试电源还包括dds模块和晶体，dds模块和晶体可以为所述信号输出模块输出时钟信号，并利用时钟信号控制所述信号输出模块输出的波形数据的输出频率。

52、作为优选方案，所述直流及低频大电流测试电源，还包括参考电压模块；

53、所述参考电压模块用于为所述信号输出模块提供参考电压。

54、在本优选方案中，所述直流及低频大电流测试电源还包括参考电压模块，所述参考电压模块用可以为所述信号输出模块提供参考电压。