ZHCU793B july   2021  – april 2023

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 隔离式电流测量
    2. 1.2 带通滤波器
    3. 1.3 模数转换
    4. 1.4 电弧检测算法
    5. 1.5 关键系统规格
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 电流互感器电路
      2. 2.2.2 模拟带通滤波器
      3. 2.2.3 模数转换
      4. 2.2.4 电源
      5. 2.2.5 调试和状态指示选项
    3. 2.3 重点米6体育平台手机版_好二三四
      1. 2.3.1 TPS259474
      2. 2.3.2 TPS562202
      3. 2.3.3 TPS745
      4. 2.3.4 OPAx322
      5. 2.3.5 ADS8363
      6. 2.3.6 REF5025
      7. 2.3.7 TMDSCNCD280049C
  8. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件和软件要求
      1. 3.1.1 硬件
      2. 3.1.2 软件
        1. 3.1.2.1 电弧检测原理
        2. 3.1.2.2 软件实现
    2. 3.2 测试设置
      1. 3.2.1 ControlCARD 配置
      2. 3.2.2 硬件和软件验证设置
      3. 3.2.3 电弧测试设置
    3. 3.3 测试结果
      1. 3.3.1 硬件和软件验证的测试结果
      2. 3.3.2 使用电弧进行测试
  9. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 材料清单
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 支持资源
    4. 4.4 商标
  10. 5作者简介
  11. 6修订历史记录

电弧检测原理

此设计中实现的电弧检测算法是一种基于 FFT 的电弧检测算法。PV 系统中存在的电弧会在用于 PV 串的电缆中产生随机噪声电流。电弧本身的电流噪声符合高斯分布,其频谱可扩展至数 MHz。由于典型 PV 系统中布线的几何形状,高于 200kHz 的噪声电流密度会随着频率发生显著变化。出于这一原因,选择了介于 10kHz 和 100kHz 之间的一般频带进行电弧检测。该频带由电路板上的模拟带通界定。由于该频带内还有逆变器开关频率等其他噪声源,因此可以通过调整软件中的 ArcTuningParams 来进一步限制这一频带。表 3-5 显示了不同调优参数的说明。算法对采样信号执行 FFT,并对指定频带中的噪声求和。可以在变量 AD_result 中观察到计算出的电弧噪声。每 1024 个样本执行一次计算。由于电弧会在整个频带上产生噪声,因此 AD_result 值会在出现电弧时增加。

表 3-2 ArcTuningParams 结构的要素及其说明
名称 说明
float32 ArcTuningParams.B 分析带宽:分析频率的带宽。
float32 ArcTuningParams.I 最小频率:频带的初始频率。
float32 ArcTuningParams.F 滤波器权重:每半个频带的权重。
float32 ArcTuningParams.D 二进制丢弃因子:要丢弃的杂散峰值数量。
Int16 ArcTuningParams.T 电弧阈值:默认情况下不使用
Int16 ArcTuningParams.C 削波电平:默认情况下不使用
float32 ArcTuningParams.ADSampleRate 采样率:默认情况下设置为 250000
  • I - 最小频率。用于计算电弧噪声的频带的初始频率。I 值指定用于计算电弧噪声的频带的起始频率。
  • B - 分析带宽。此带宽必须大于 1.0 才能正常运行。电弧噪声的计算一直执行到频率 B + I。例如,如果 I 设置为 30000,B 设置为 30000,则使用 30kHz 至 60kHz 范围内的频率分量计算电弧噪声,而不使用该频带以外的任何频率分量。

计算电弧噪声时使用的附加参数是 D 和 F。这些参数用于消除可能出现的杂散峰值,这些峰值有时可能会被视为电弧:

  • D - 二进制丢弃因子。此参数指定要丢弃的杂散峰值的数量,它控制过滤的激进程度,并且必须是介于 [0.0, 1.0] 之间的数字才能正常运行。根据 D 设置的值(规定了最高峰值)计算电弧噪声时,会消除 B 和 I 设置的频带内的峰值。如果 D 较高,则计算时会丢弃较多峰值;如果 D 较低,则丢弃较少峰值。请注意,更改 D 会影响电弧噪声计算算法消耗的周期。需要以大概 0.1 为增量尝试不同的 D 值,并研究实际电弧,了解电弧噪声计算如何变化。
  • F - 滤波器权重。此参数指定所分析频带前半部分的权重,并且必须是大于 0.0 的数字才能正常运行。由 B 和 I 设置的频率的前半部分由滤波器权重加权,频带后半部分的权重则始终为 1。
  • T - 阈值。此参数当前未使用,是 AD_result 阈值的占位符,如果超过此阈值,则会检测到电弧。更改 T 不会产生影响。
  • C - 削波电平。此参数可产生一个用于检测电弧的变量,但当前未实现。更改 C 不会产生影响。
  • ADSampleRate - 采样率。这是系统的采样率。在此设计中,该速率固定为 250kSPS,因此设置为 250000。