CN103731042A - 交交变频相控触发装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种交交变频相控触发装置,包括:DSP、现场可编程门阵列FPGA1、现场可编程门阵列FPGA2、模拟量采样装置、同步信号检测装置、零电流检测装置、光耦隔离装置、地址设置装置、串行/并行通讯接口CON1、备用可扩展通讯接口CON2、模拟量输出装置、触发装置。与现有技术相比,本发明的优点是:采用DSP+FPGA结构,高端处理器可以提高运算速度和准确度,使用两块FPGA,充分利用其丰富的资源,提高数据交换速率。
Description
技术领域
本发明专利涉及变频相控触发装置,尤其是一种采用DSP+FPGA结构的交交变频相控触发装置。
背景技术
交交变频器广泛地应用于矿井提升机、风机、泵类负载等大功率交流电动机调速传动领域,交交变频器的控制***的稳定性起到至关重要的作用,为了解决控制***中相控触发问题,本发明专利涉及一种采用DSP+FPGA结构的交交变频相控触发装置。
发明内容
本发明专利涉及一种交交变频相控触发装置,采用DSP+FPGA结构,提高处理器的运算能力和效率。
根据本发明提供的交交变频相控触发装置,包括:DSP、现场可编程门阵列FPGA1、现场可编程门阵列FPGA2、模拟量采样装置、同步信号检测装置、零电流检测装置、光耦隔离装置、地址设置装置、串行/并行通讯接口CON1、备用可扩展通讯接口CON2、模拟量输出装置、触发装置;
DSP分别连接现场可编程门阵列FPGA1、现场可编程门阵列FPGA2,现场可编程门阵列FPGA1分别连接模拟量采样装置、同步信号检测装置、零电流检测装置、地址设置装置、串行/并行通讯接口CON1,现场可编程门阵列FPGA2分别连接备用可扩展通讯接口CON2、模拟量输出装置、触发装置,模拟量采样装置、同步信号检测装置、零电流检测装置、触发装置分别连接各自的光耦隔离装置。
优选地,DSP负责控制***的运算,DSP配有用于存储数据的FLASH存储器,现场可编程门阵列FPGA1将数据采集送到DSP进行运算,DSP计算出晶闸管触发角,并将触发角信号传送给现场可编程门阵列FPGA2,形成脉冲触发信号,通过光耦隔离触发晶闸管。
优选地,现场可编程门阵列FPGA1,用于与上位机通信,并用于控制信号采集、同步信号检测和零电流信号检测的执行。
优选地,FPGA2用于负责触发晶闸管,并用于控制模拟量输出和备用可扩展通信的执行。
优选地,模拟量采样装置采用ADS1209芯片,模拟量采样装置的光耦隔离装置采用线性光耦HCPL7840芯片,以用于信号隔离。
优选地,同步信号检测装置、零电流检测装置、触发装置各自的光耦隔离装置均采用TLP114芯片。
优选地,同步信号检测装置包括依次连接的电压传感器、低通滤波器、过零检测器、隔离放大器、倍频器,其中,低通滤波器用于消除电压信号中含有的换相瞬变过程;同步信号检测装置的输出信号有两组:一组是和端电压同相位的三相矩形波信号,另一组是经过倍频器后产生的脉冲列信号。
与现有技术相比,本发明的优点是:采用DSP+FPGA结构,高端处理器可以提高运算速度和准确度,使用两块FPGA,充分利用其丰富的资源,提高数据交换速率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为相控触发装置的***图;
图2为同步信号模块结构图;
图3为零电流信号模块结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明专利涉及一种交交变频相控触发装置,采用DSP+FPGA结构,提高处理器的运算能力和效率。
如图1所示,交交变频相控触发装置由DSP、FPGA1、FPGA2、模拟量采样装置、同步信号检测装置、零电流检测装置、光耦隔离装置、地址设置装置、串行或并行通讯接口CON1、备用可扩展通讯接口CON2、模拟量输出装置、触发装置构成。
DSP负责控制***的运算,DSP配有FLASH存储器用于存储数据,FPGA1负责与上位机通信、控制信号采集、同步信号检测和零电流信号检测,FPGA2负责触发晶闸管、控制模拟量输出和备用可扩展通信。FPGA1将数据采集送到DSP进行运算,DSP计算出晶闸管触发角,并将触发角信号传送给FPGA2,形成脉冲触发信号,通过光耦隔离触发晶闸管。
模拟量采样装置采用ADS1209芯片,其光耦隔离装置采用线性光耦HCPL7840芯片,主要用于信号隔离,防止干扰信号进入控制板。同步信号、零电流信号和脉冲触发的光耦隔离选用TLP114芯片。
如图2所示,同步信号检测模块主要由电压传感器、滤波器、过零检测器、隔离放大器、倍频器等组成。其中低通滤波器可消除电压信号中含有的换相瞬变过程。输出信号有两组:一组是和端电压同相位的三相矩形波信号;另一组是经过倍频器后产生的脉冲列信号。
图3为零电流检测模块示意图。当晶闸管导通时,阳极和阴极之间的电压为1V;当晶闸管关断时,阳极和阴极之间的电压近似等于电源电压。因此,只要检测晶闸管阳极对阴极的电压,就可以判断它是否关断。晶闸管K1、K2上的电压经由二极管整流桥整流后加到光电耦合器上,当K1、K2任意一个导通时,两端电压为零,光电耦合器中光敏三极管截止,输出低电平L=0;反之,当K1、K2全部关断时,其管压降为电源线电压,这个电压使得观点耦合器中光敏三极管导通,输出高电平L=1。R1和R2是限流电阻,稳压管DW的作用是设置一个门坎电压以抗干扰。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。
Claims (7)
1.一种交交变频相控触发装置,其特征在于,包括:DSP、现场可编程门阵列FPGA1、现场可编程门阵列FPGA2、模拟量采样装置、同步信号检测装置、零电流检测装置、光耦隔离装置、地址设置装置、串行/并行通讯接口CON1、备用可扩展通讯接口CON2、模拟量输出装置、触发装置;
DSP分别连接现场可编程门阵列FPGA1、现场可编程门阵列FPGA2,现场可编程门阵列FPGA1分别连接模拟量采样装置、同步信号检测装置、零电流检测装置、地址设置装置、串行/并行通讯接口CON1,现场可编程门阵列FPGA2分别连接备用可扩展通讯接口CON2、模拟量输出装置、触发装置,模拟量采样装置、同步信号检测装置、零电流检测装置、触发装置分别连接各自的光耦隔离装置。
2.根据权利要求1所述的交交变频相控触发装置,其特征在于,DSP负责控制***的运算,DSP配有用于存储数据的FLASH存储器,现场可编程门阵列FPGA1将数据采集送到DSP进行运算,DSP计算出晶闸管触发角,并将触发角信号传送给现场可编程门阵列FPGA2,形成脉冲触发信号,通过光耦隔离触发晶闸管。
3.根据权利要求1所述的交交变频相控触发装置,其特征在于,现场可编程门阵列FPGA1,用于与上位机通信,并用于控制信号采集、同步信号检测和零电流信号检测的执行。
4.根据权利要求1所述的交交变频相控触发装置,其特征在于,FPGA2用于负责触发晶闸管,并用于控制模拟量输出和备用可扩展通信的执行。
5.根据权利要求1所述的交交变频相控触发装置,其特征在于,模拟量采样装置采用ADS1209芯片,模拟量采样装置的光耦隔离装置采用线性光耦HCPL7840芯片,以用于信号隔离。
6.根据权利要求1所述的交交变频相控触发装置,其特征在于,同步信号检测装置、零电流检测装置、触发装置各自的光耦隔离装置均采用TLP114芯片。
7.根据权利要求1所述的交交变频相控触发装置,其特征在于,同步信号检测装置包括依次连接的电压传感器、低通滤波器、过零检测器、隔离放大器、倍频器,其中,低通滤波器用于消除电压信号中含有的换相瞬变过程;同步信号检测装置的输出信号有两组:一组是和端电压同相位的三相矩形波信号,另一组是经过倍频器后产生的脉冲列信号。
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