直流電源控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖；
圖2是本發(fā)明全橋逆變電路圖；
圖3是本發(fā)明電流檢測電路圖；
圖4是本發(fā)明電壓反饋電路圖圖；
圖5是本發(fā)明溫度控制電路圖；
圖6是本發(fā)明系統(tǒng)主程序流程圖；
圖7是本發(fā)明故障檢測子程序流程圖。
[0016]其中:1、顯示單元；2、控制單元；3、通訊電路；4、上位機；5、DSP ;6、驅(qū)動保護電路；7、全橋逆變電路；8、電網(wǎng)；9、恒溫控制電路；10、溫度傳感器；11、電流檢測電路；12、電流傳感器；13、電壓反饋電路；14、電壓互感器。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明是一種數(shù)字式高壓直流電源控制系統(tǒng)，包括硬件部分和系統(tǒng)流程部分。如圖1所示，硬件部分主要包括控制單元2、DSP 5、驅(qū)動保護電路6、全橋逆變電路7、溫度傳感器10、恒溫控制電路9、電流傳感器12、電流檢測電路11、電壓互感器14、電壓反饋電路13、通訊電路3、上位機4、顯示單元1和電網(wǎng)8 ;其中控制單元2的輸出端和DSP 5的輸入端相連接，驅(qū)動保護電路6的輸入端和DSP 5的PWM信號輸出端相連接，全橋逆變電路7的控制信號輸入端和驅(qū)動保護電路6的輸出端相連接，全橋逆變電路7的電源輸入端和電網(wǎng)8的輸出端相連接，溫度傳感器10固定在全橋逆變電路7的功率器件表面，恒溫控制電路8的輸入端和溫度傳感器10的輸出端相連接，恒溫控制電路9的輸出端溫和DSP 5的信號輸入端相連接，全橋逆變電路7輸入端和輸出端的導線穿心經(jīng)過電流傳感器12，電流互感器12的輸出端和電流檢測電路11的輸入端相連接，電流檢測電路11的輸出端和DSP 5的信號輸入端相連接，電壓互感器14的一次側(cè)輸入端和全橋逆變電路7輸入端和輸出端并聯(lián)，電壓互感器14的二次側(cè)輸出端和電壓反饋電路13的輸入端相連接，電壓反饋電路13的輸出端和DSP 5的信號輸入端相連接，通訊電路3的輸入端和DSP 5的通訊接口相連接，通訊電路3的輸出端和上位機4的通訊接口相連接，顯示單元1的輸入端和DSP 5的信號輸出端相連接。DSP是指用數(shù)值計算的方式對信號進行加工的理論和技術(shù)，它的英文原名叫digitalsignal processing，簡稱DSP，即數(shù)字信號處理器。
[0018]如圖2所示，圖2是本發(fā)明全橋逆變電路圖，本發(fā)明所述的全橋逆變電路7是由IGBT、電容C1-C4、電阻R1-R4和二極管D1-D4組成，其中IGBT管兩兩串聯(lián)后并聯(lián)組成橋式電路，電阻R1-R4和二極管D1-D4并聯(lián)在于電容C1-C4串聯(lián)組成緩沖電路，緩沖電路與IGBT的集電極和發(fā)射極并聯(lián)，接線端子a、b為直流電壓輸出端子，連接在兩個橋臂的兩個IGBT之間。緩沖電路避免瞬態(tài)操作電壓對IGBT管的沖擊，降低IGBT的開關(guān)損耗，保護整流單元安全、可靠運行，在IGBT關(guān)斷過程中，電容C1-C4通過二極管D1-D4充電，吸收關(guān)斷過程產(chǎn)生的du/dt，在IGBT開通后，電容C1-C4兩端的電壓通過電阻R1-R4放電。IGBT (InsulatedGate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT (雙極型三極管)和M0S (絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅(qū)動式功率半導體器件)
電流檢測電路如圖3所示，需要測量導線從電流互感器的中心穿過，電流互感器的電源端分別于+15V和一 15V電源相連接，電流互感器的電源端的輸出端與運算放大器LM324的正輸入端相連接，電阻R6、電容C8并聯(lián)后一端與運算放大器LM324的正輸入端相連接，電阻R6、電容C8并聯(lián)后的另一端與地相連接，運算放大器LM324的電源正輸入端與5V穩(wěn)壓源相連接，運算放大器LM324的電源負輸入端與地相連接，運算放大器LM324的電流信號輸出端和DSP 5的信號輸入端相連接。
[0019]電壓反饋電路如圖4所示，電壓反饋信號經(jīng)過電阻R5到電壓跟隨器的正輸入端，電阻R6、電容C5、C6和二極管D5并聯(lián)后的一端與電阻R5到電壓跟隨器之間的線路相連接，電阻R6、電容C5、C6和二極管D5并聯(lián)后的另一端與地相連接，電壓跟隨器的輸出端與DSP5的信號輸入端相連接，電容C7的一端連接在電壓跟隨器的輸出端與DSP 5支路，電容C7的另一端與地相連接。其中C5作用是濾除信號中的雜質(zhì)，穩(wěn)點電路輸入電壓，減小信號漂移，通常選取高頻無感電容。電阻R5、R6起到分壓作用，電壓反饋電路測量電壓等于電阻R6兩端電壓，其電壓值為總電壓的R6/R5+R6。穩(wěn)壓二極管D5和電容C6起到保護作用，防止運放輸入電平高于其供電電壓，電容C7起到電壓反饋信號濾波作用。
[0020]溫度控制電路如圖5所示，其中溫度傳感器PTC的輸出端與運算放大器Μ的正輸入端相連接，運算放大器Μ的正輸入端經(jīng)過電阻R8與電源的負端相連接，運算放大器Μ的負輸入端經(jīng)過電阻R7與電源地相連接，電容C9、電阻R9并聯(lián)后串連在運算放大器Μ的負輸入端和信號輸出端之間，運算放大器Μ的信號輸出端經(jīng)過電阻R0與運算放大器Ν的正輸入端相連接，電阻R11串連在運算放大器Ν的正輸入端和信號輸出端之間，電容C10的兩端分別與運算放大器N的正輸入端及地相連接，電阻R12的兩端分別與運算放大器N的負輸入端及地相連接，電阻R12的兩端分別與運算放大器N的負輸入端及信號輸出端相連接，運算放大器N的信號輸出端經(jīng)過電阻R14、發(fā)光二極管D6與場效應管Q5的控制端相連接，場效應管Q5兩端分別與地、熱電致冷器相連接。溫度控制電路工作過程:當溫度值高于設定值時，熱敏電阻PTC阻值變大，這時在運放Μ的同相輸入端電壓高于0V，信號經(jīng)過放大后輸出到Ν，使得運放Ν的同相輸入端電壓高于反相端，運放輸出+5V的電壓驅(qū)動場效應管Q5導通，熱電制冷器開始工作降低系統(tǒng)溫度，當溫度達到正常溫度時場效應管截止，熱電制冷器停止工作。
[0021]如圖6所示，圖6是本發(fā)明系統(tǒng)主程序流程圖，本發(fā)明系統(tǒng)流程部分主要包括系統(tǒng)主程序和中斷子程序。主程序負責整個系統(tǒng)的初始化，包括指針、變量、寄存器、通訊模塊、事件管理器、AD采集模塊等項目初始化，同時，還具有中斷設置、循環(huán)等待、PID控制算法實現(xiàn)等功能。整個系統(tǒng)的初始化包含系統(tǒng)時鐘的配置、看門狗寄存器的設置、通用I/O 口的設置等；事件管理器初始化是指DSP各個定時器的設置和分配；在循環(huán)等待中需要完成的故障檢測、控制單元輸入掃描及同上位機之間通訊等。當高壓直流電源的發(fā)生故障時，如IGBT的損壞、全橋逆變電路輸出電流過大或輸出功率過高時，都可能會帶來安全隱患，因此需要專門設置故障反饋的中斷子程序處理這些問題，通過封鎖PWM的輸出、斷開外界電源，來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免發(fā)生安全事故。
[0022]數(shù)字式高壓直流電源控制系統(tǒng)的系統(tǒng)主程序步驟如下:
(1)開始；
(2)初始化;
(3)指針、變量和寄存器初始化；
(4)通訊1?塊初始化；
(5)時間管理器初始化；
(6)AD采集模塊初始化；
(7)設置中斷入口，使能中斷
(8 )等待中斷響應，是執(zhí)行步驟(9 )，否則執(zhí)行步驟(8 );
(9)進入主循環(huán)。
[0023]如圖7所示，圖7是本發(fā)明故障檢測中斷子程序流程圖。具體步驟如下:
(1)中斷開始；
(2)保護現(xiàn)場；
(3)斷開主回路、封鎖PWM輸出
(4)判斷故障類型；