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申请/专利权人：山东博奥斯能源科技有限公司

摘要：本发明涉及双向直流电源纹波监测技术领域，具体地说，涉及一种基于测量电变量的双向直流电源纹波监测系统及方法。其包括：电源检测模块通过传感器检测并捕捉双向直流电源输出端的电压和电流信号，电压和电流信号包括直流分量和交流的纹波分量；信号调理模块通过信号调理电路对传感器输出的信号进行放大、滤波和转换处理；数据分析模块对信号调理电路输出的数据执行数字信号处理算法DSP，计算纹波的系数、幅度、频率；报警模块通过阈值算法对纹波进行报警处理。本发明设计采用信号调理电路中的放大器、滤波器、模数转换器ADC不仅提高了纹波监测系统的性能，还增强了系统的稳定性和响应能力，提供了精确和可靠的电变量监测。

主权项：1.一种基于测量电变量的双向直流电源纹波监测系统，其特征在于，包括：电源检测模块（1），所述电源检测模块（1）通过传感器检测并捕捉双向直流电源输出端的电压和电流信号，电压和电流信号包括直流分量和交流的纹波分量；信号调理模块（2），所述信号调理模块（2）通过信号调理电路对传感器输出的信号进行放大、滤波和转换处理，通过动态调整信号调理电路中放大器的增益对信号进行放大，并通过增加信号的动态范围、噪声水平和系统带宽限制参数优化动态调整增益；所述信号调理模块（2）包括放大单元、滤波单元、转换单元；其中，放大单元通过信号调理电路中的运算放大器将传感器输出的微小信号放大；滤波单元通过信号调理电路中的低通滤波器去除信号中的噪声和干扰；转换单元通过信号调理电路中的模数转换器ADC将连续的模拟信号转换为数字信号；数据分析模块（3），所述数据分析模块（3）对信号调理电路输出的数据执行数字信号处理算法DSP，计算纹波的系数、幅度、频率；报警模块（4），所述报警模块（4）通过阈值算法对纹波进行报警处理；所述放大单元通过信号调理电路中的运算放大器将传感器输出的微小信号放大，包括以下步骤：S3.1、选择反向放大器，设计放大电路；S3.2、根据所需的输出信号幅度和传感器的输出信号幅度，计算所需的增益，，其中表示反馈电阻，表示输入电阻，动态调整放大器的增益，并通过引入信号的动态范围、噪声水平和系统带宽限制参数优化动态调整增益；则优化后的增益公式为：；其中，表示调整后的增益，表示增益调整系数，表示信号动态范围适应系数，表示信号噪声抑制系数，表示系统带宽适应系数，表示目标功率水平，表示当前信号的功率水平；S3.3、通过放大器的增益值对信号进行放大；所述数据分析模块（3）对信号调理电路输出的数据执行数字信号处理算法DSP，计算纹波的系数、幅度、频率，包括以下步骤：S6.1、对数据进行预处理；S6.2、将信号分段多次采样并对每段的信号都进行快速傅里叶变换，对所有快速傅里叶变换得到的频谱通过相向叠加法进行叠加然后除以总的分段采样数量，用于识别纹波频率及其谐波；S6.3、计算纹波系数：；其中，表示纹波电压的有效值，表示直流电压的有效值；波纹幅度为快速傅里叶变换结果中信号的峰值；波纹频率为快速傅里叶变换结果中最大峰值对应的频率。

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