基于ARM＋DSP的电源功率分析仪设计.pdf

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1、基于ARM+DSP的电源功率分析仪设计王晗，尹建华z，苏界伟z，蔡念2，陈新(1．广东工业大学机电工程学院，广东广州510006；2．广东工业大学信息工程学院，广东广州510006)摘要：设计了一种基于ARM+DSP双CUP架构的电源功率分析系统，利用DSP高效强大的数据处理能力与ARM的实时多任务处理能力、丰富的接口和良好的人机交互能力。构建一个高效快速的电源功率分析仪，不仅能够快速检测出视在功率、有功功率、无功功率和功率因素等参数，而且能提供一定的谐波分析能力。关键词：电源；功率分析仪；ARM：DSP

2、中图分类号：TM933．3文献标识码：A文章编号：1002—087X(2015)05—1020—02ACpowersourcepoweranalyzerdesignbasedonARMandDSPWANGHan，YINJian—hua，SUJie-wei，CAINian2，CHENXinrj．SchoolofElectromechanicalt~ngineering,GuangdongUniversityofTechnology,Ouang~ouGuangdong510006,Chh~a；2．School

3、ofInformationEngineerin昏GuangdongUniversityofTechnology,GuangzhouGuangdong510006,China)Abstract：AnACpowersoumepoweranalyzerwithdoubleCUPbasedonARMandDSPwasdesign．ItiSanefectiveandhigh--speedpoweranalyzerutilizingthehighefectiveandstrongdataprocessingabili

4、tyofDSPandtheadvantagesofreal—timemulti—taskability．abundantinterfacesandexcellenthuman—computerinteractionofARM．Thedesignedpoweranalyzercanquicklymeasuremanypowerparameters，suchasapparentpower，activepower，reactivepowerandpowerfactor，andprovidetheabilityt

5、oanalyzeharmonicsignals．Keywords：powersource；poweranalyzer；ARM：DSP随着电力电子技术的高速发展，电源在社会生产、生活中良好的图形用户界面，很方便地扩展各种通信接口，为电压功的应用日益广泛，电源的种类越来越多，例如：UPS电源、PWM率分析仪的设计提供丰富的软硬件资源。逆变电源、变频电源、可编程电源等。并且用户对电源可靠性1电源功率分析仪的硬件设计的要求也越来越高，尤其是一些精密电子设备很容易受到电整个仪器采用模块化的设计，硬件设计框图如图1所

6、示，源质量扰动的影响，如干扰通信，产生误传，引起计算机数据主要由信号的采集、信号调理、信号采样、DSP数据处理单元、的丢失，甚至损坏用电设备等_1_。因此，这不仅要求功率分析仪ARM嵌入式单元等几个部分组成。电压互感器、电流互感器能够准确快速地检测这些电源设备的功率、功率因素等参数，采集的电压电流数据经过调理电路预处理后，由高速ADC采还要求功率分析仪具有一定的谐波分析能力。样电路转成数字信号；DSP数据处理单元将采集到的数字信传统的功率分析仪大都是以工控机、单片机、单片的号快速分析计算得到需要的参数，并

7、将这些参数传送给ARMARM[或者DSP为核心，这些设计方案存在明显的局限性：功嵌入式单元显示和存储。耗大，实时『生差，接口扩展不方便，数据分析能力不足等[2-6]。随(1)电压电流信号的获取及预处理着微电子技术的发展，ARM和DSP等微处理器的性能进一步前端使用的电压、电流互感器分别选用高精度的电压互提高，成本进一步降低。本文将DSP的高速数字信号处理功能感器HPT205NBJ一1、电流互感器HCT206NB，分别将被测电和ARM完善的管理、通讯、丰富的接口功能相结合，研制了一压、电流转换成后级采样电路

8、适合的小电压信号(o~3．3V)，实种基于ARM+DSP双CPU架构的电源功率分析仪，其中ARM作为主处理器，DSP作为协处理器。ARM+DSP双CUP架构不但可以利用DSP实现快速的数据处理，实时检测电压视在功率、有功功率、无功功率、功率因素、谐波等参数，而且可以利用ARM底层的Linux[”]操作系统完成实时调度，提供收稿日期：2014-10—11基金项目：国家“973”计划项目(2011CB013100)；广东省自然科学