基于DSP泄漏电流测试系统设计

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泄漏电流是衡量各类电工电子产品安全性能的重要指标,现如今中国的电气安全性能测试仪(简称安规仪)的技术水平与美国、日本、中国台湾之间还有一定差距。国内外安规仪的技术水平的主要表现在:国内泄漏电流测试频带窄,精度低,泄漏电流阈值的分辨率与国际先进水平至少差距一个等级。但是国内电工电子生产商对安规仪检测设备有很大的需求,特别是对高精度的数字化安规仪的需求更为突出。  安规仪的安全性能测试,包含耐压测试、绝缘电阻测试、接地阻抗测试、泄漏电流测试等,这些电气安全性能测试中最重要的指标是泄漏电流的测试,它直接决定了电工电子产品的设备安全和使用人员的人身安全。  本文介绍了基于32位高速控制类DSP芯片TMS320F2812的符合多标准泄漏电流测试系统的设计。该测试系统信号采集电路中采用高线性隔离芯片HCNR201和宽频带放大芯片HA7-5127-5,满足全范围宽频带DC~1MHz泄漏电流的测量。在泄漏电流系统测试电路中,随着泄漏电流频率的增加,其放大倍数会呈非线性变化。所以系统软件中采用了对宽频带放大倍数分段线性拟合的方法加以修正。由于TMS320F2812本身的A/D采集精度不高,设计中利用软硬件设计校正方案来提高AD采集的精度以及采用外部基准参考电压提高A/D的分辨率,满足泄漏电流测试的高精度高分辨率测试要求。课题主要工作包括:(1)对泄漏电流的研究现状以及测试条件进行分析。(2)基于DSP芯片TMS320F2812的高精度、高速泄漏电流最小系统的设计。(3)对泄漏电流采集电路以及对外部参考电压电路和基准电路的设计。(4)对泄漏电流测试系统的软件设计,并对实验数据结果进行分析。(5)对研究内容总结,并对DSP技术在泄漏电流上的应用进行了展望。  基于DSP芯片TMS320F2812的泄漏电流测试系统的设计,实现了在感知与反应网络的测量最大值0.5mA范围内的宽频带DC~1MHz内的测量,使用外部参考电压源提高泄漏电流阈值的分辨率。利用两路标准输入校准其他14路AD口,经过校正后提高A/D采样精度。整个泄漏电流测试系统的精度控制在±2%之内,满足了感知与反应网络的泄漏电流测试系统要求。
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