一種用于通用逆變器裝置的控制系統(tǒng)電路板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及逆變器，具體涉及一種用于通用逆變器裝置的控制系統(tǒng)電路板，適用于智能電網(wǎng)通用逆變器裝置領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展迅猛，伴隨大量非線性及沖擊負(fù)荷接入電網(wǎng)，引起了日益嚴(yán)峻的電能質(zhì)量問題。同時(shí)，智能電網(wǎng)建設(shè)及新能源發(fā)展又對(duì)電能質(zhì)量提出了新的要求，這使得電能質(zhì)量的治理迫在眉睫，相關(guān)市場(chǎng)前景廣闊。另一方面，隨著電力電子技術(shù)快速發(fā)展，各種高性能的電力電子變換控制算法層出不窮，應(yīng)用范圍也越發(fā)廣泛。各種電力電子變換器對(duì)控制平臺(tái)的要求既存在共性，也有差異。如果為不同的變換器分別開發(fā)專用控制平臺(tái)，則耗時(shí)長(zhǎng)，成本高。而開發(fā)電力電子變換器通用控制平臺(tái)則相對(duì)效率高，成本低，而且有利于軟件的模塊化和通用化。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]基于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種用于通用逆變器裝置的控制系統(tǒng)電路板，通過核心控制子板和外圍電路母板的相互配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)通用逆變器裝置的算法、系統(tǒng)控制。
[0004]本實(shí)用新型為達(dá)到上述目的采用的技術(shù)方案為:一種用于通用逆變器裝置的控制系統(tǒng)電路板，包括:
[0005]核心控制子板，包括主控系統(tǒng)模塊、片外高精度ADC模塊、DAC模塊、撥碼開關(guān)模塊、子板電源模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、LED指示模塊、片外存儲(chǔ)模塊，所述片外高精度ADC模塊、DAC模塊、撥碼開關(guān)模塊、子板電源模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、LED指示模塊、片外存儲(chǔ)模塊均連接所述主控系統(tǒng)模塊；
[0006]外圍電路母板，包括電源接口、母板電源模塊、D/A調(diào)理輸出模塊、負(fù)載電流采樣調(diào)理模塊、直流電壓采樣調(diào)理模塊、交流電壓采樣調(diào)理模塊、橋臂電流采樣調(diào)理模塊、溫度采樣調(diào)理模塊、電壓過零檢測(cè)模塊、硬件保護(hù)模塊、DI模塊、DO模塊、上位機(jī)通訊模塊、光纖接口模塊，所述直流電壓采樣調(diào)理模塊、交流電壓采樣調(diào)理模塊、橋臂電流采樣調(diào)理模塊、負(fù)載電流采樣調(diào)理模塊、溫度采樣調(diào)理模塊、電壓過零檢測(cè)模塊、硬件保護(hù)模塊連接所述主控系統(tǒng)模塊、片外高精度ADC模塊和所述電平轉(zhuǎn)換模塊，所述DI模塊、DO模塊、上位機(jī)通訊模塊和光纖接口模塊連接所述電平轉(zhuǎn)換模塊，所述母板電源模塊、D/A調(diào)理輸出模塊連接所述子板電源模塊和DAC模塊，所述電源接口連接所述母板電源模塊。
[0007]進(jìn)一步地，所述核心控制子板各模塊與和所述外圍電路母板各模塊之間通過插針連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述電源接口的輸入電壓范圍為9-36VDC。
[0009]本實(shí)用新型的工作原理為:外圍電路母板采集電壓、電流、溫度信號(hào)，經(jīng)過調(diào)理濾波后分別送入核心控制子板片外高精度ADC模塊和主控系統(tǒng)模塊片內(nèi)ADC，進(jìn)行AD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，最后信號(hào)傳輸給DSP進(jìn)行處理；主控系統(tǒng)模塊采用若干DSP+FPGA結(jié)構(gòu)，其中DSP負(fù)責(zé)算法和控制，F(xiàn)PGA負(fù)責(zé)邏輯和時(shí)序控制。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:電路板結(jié)構(gòu)組合靈活，控制系統(tǒng)兼容性強(qiáng)，適用于通用逆變器裝置；采用光纖接口使得裝置運(yùn)行穩(wěn)定可靠，抗干擾性強(qiáng)；外圍電路接線方便，后期維護(hù)簡(jiǎn)單；研發(fā)效率高，成本低，有利于產(chǎn)品模塊化和通用化。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)模塊化示意圖。
【具體實(shí)施方式】
:
[0012]為了加深對(duì)本實(shí)用新型的理解，下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述，該實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍構(gòu)成限定。
[0013]參見附圖1，本實(shí)用新型提出了一種用于通用逆變器裝置的控制系統(tǒng)電路板，該電路板采用子母板結(jié)構(gòu)，包括核心控制子板和外圍電路母板，核心控制子板通過插針與外圍電路母板進(jìn)行連接，并可進(jìn)行拆卸。核心控制子板上設(shè)置有主控系統(tǒng)模塊、片外高精度ADC模塊、DAC模塊、撥碼開關(guān)模塊、子板電源模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、LED指示模塊、片外存儲(chǔ)模塊，其中主控系統(tǒng)模塊采用若干DSP+FPGA結(jié)構(gòu)，DSP負(fù)責(zé)算法和控制，F(xiàn)PGA負(fù)責(zé)邏輯和時(shí)序控制，其中片外高精度ADC模塊用于把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，其中DAC模塊用于把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，其中撥碼開關(guān)模塊包括啟動(dòng)模式選擇撥碼開關(guān)和地址選擇撥碼開關(guān)，其中子板電源模塊包含多路LDO電源芯片以及電源監(jiān)測(cè)芯片，LDO電源芯片用于產(chǎn)生5V，3.3V，1.8V，1.2V電源電壓，其中電平轉(zhuǎn)換模塊用于主控系統(tǒng)模塊3.3V與外圍電路5V之間雙向電平轉(zhuǎn)換，其中LED指示模塊用于電源電壓指示和系統(tǒng)控制信號(hào)指示，其中片外存儲(chǔ)模塊采用EEPROM或RAM用于數(shù)據(jù)外部存儲(chǔ)；外圍電路母板上設(shè)置有電源接口、母板電源模塊、D/A調(diào)理輸出模塊、負(fù)載電流采樣調(diào)理模塊、直流電壓采樣調(diào)理模塊、交流電壓采樣調(diào)理模塊、橋臂電流采樣調(diào)理模塊、溫度采樣調(diào)理模塊、電壓過零檢測(cè)模塊、硬件保護(hù)模塊、DI模塊、DO模塊、上位機(jī)通訊模塊、光纖接口模塊，其中電源接口由單一外部電源供電，輸入電壓范圍為9?36VDC，其中母板電源模塊用于進(jìn)行DC/DC電壓轉(zhuǎn)換，其中D/A調(diào)理輸出模塊用于調(diào)理DAC輸出模擬信號(hào)，其中負(fù)載電流采樣調(diào)理模塊用于接收來自負(fù)載側(cè)電流傳感器信號(hào)，并進(jìn)行調(diào)理后送入片外高精度ADC模塊，其中直流電壓采樣調(diào)理模塊用于接收來自直流電容側(cè)電壓傳感器信號(hào)，并進(jìn)行調(diào)理后送入片內(nèi)ADC，其中交流電壓采樣調(diào)理模塊用于接收來自電網(wǎng)電壓傳感器信號(hào)，并進(jìn)行調(diào)理后送入片內(nèi)ADC，其中橋臂電流采樣調(diào)理模塊用于接收來自IGBT橋臂電流傳感器信號(hào)，并進(jìn)行調(diào)理后送入片外高精度ADC模塊，其中溫度采樣調(diào)理模塊用于接收來自IGBT內(nèi)部熱敏電阻信號(hào)，并進(jìn)行調(diào)理后送入片內(nèi)ADC，其中電壓過零檢測(cè)模塊用于檢測(cè)電網(wǎng)電壓過零點(diǎn)信號(hào)，并進(jìn)行調(diào)理后送入FPGA，其中硬件保護(hù)模塊用于監(jiān)測(cè)電網(wǎng)電壓、直流電壓、橋臂電流，當(dāng)逆變器裝置過壓或過流時(shí)，產(chǎn)生保護(hù)觸發(fā)信號(hào)并送入FPGA，其中DI模塊用于接收開關(guān)數(shù)字輸入信號(hào)，并進(jìn)行隔離后送入FPGA，其中DO模塊用于發(fā)送來自FPGA信號(hào)，并進(jìn)行隔離后輸出控制各類開關(guān)線圈，其中上位機(jī)通訊模塊用于控制系統(tǒng)電路板跟上位機(jī)進(jìn)行通訊，采用RS485或CAN總線通訊方式，其中光纖接口模塊用于傳輸PWM信號(hào)、IGBT過流信號(hào)、主機(jī)從機(jī)通訊信號(hào)，光纖接口模塊包含若干組AVAGO公司HFBR系列光纖收發(fā)接頭。
[0014]本控制系統(tǒng)電路板兼容采用兩電平或者三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的通用逆變器裝置，使得研發(fā)成本降低，效率提高，周期縮短。
[0015]其中，光纖接口模塊用于傳輸PWM信號(hào)、IGBT過流信號(hào)、主機(jī)從機(jī)通訊信號(hào)；光纖接口模塊包含若干組AVAGO公司HFBR系列光纖收發(fā)接頭；光纖接口具有抗干擾、安全隔離、傳輸距離長(zhǎng)等特點(diǎn)，從而使得逆變器裝置運(yùn)行更加穩(wěn)定。
[0016]其中，電源接口采用單一外部電源供電，輸入電壓范圍為9-36VDC，有效減少了外部供電電源種類，節(jié)省空間以及降低成本。
[0017]其中，所述插針設(shè)計(jì)有防插錯(cuò)功能，并可便于拆卸、模塊升級(jí)和后期維護(hù)。
[0018]以上實(shí)施方式僅用于進(jìn)一步描述本實(shí)用新型的實(shí)際工作原理及具體應(yīng)用過程，并不對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)方案的基礎(chǔ)上做的變形和潤(rùn)飾，均應(yīng)視為在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于通用逆變器裝置的控制系統(tǒng)電路板，其特征在于，包括: 核心控制子板，包括主控系統(tǒng)模塊、片外高精度ADC模塊、DAC模塊、撥碼開關(guān)模塊、子板電源模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、LED指示模塊、片外存儲(chǔ)模塊，所述片外高精度ADC模塊、DAC模塊、撥碼開關(guān)模塊、子板電源模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、LED指示模塊、片外存儲(chǔ)模塊均連接所述主控系統(tǒng)模塊； 外圍電路母板，包括電源接口、母板電源模塊、D/A調(diào)理輸出模塊、負(fù)載電流采樣調(diào)理模塊、直流電壓采樣調(diào)理模塊、交流電壓采樣調(diào)理模塊、橋臂電流采樣調(diào)理模塊、溫度采樣調(diào)理模塊、電壓過零檢測(cè)模塊、硬件保護(hù)模塊、DI模塊、DO模塊、上位機(jī)通訊模塊、光纖接口模塊，所述直流電壓采樣調(diào)理模塊、交流電壓采樣調(diào)理模塊、橋臂電流采樣調(diào)理模塊、負(fù)載電流采樣調(diào)理模塊、溫度采樣調(diào)理模塊、電壓過零檢測(cè)模塊、硬件保護(hù)模塊連接所述主控系統(tǒng)模塊、片外高精度ADC模塊和所述電平轉(zhuǎn)換模塊，所述DI模塊、DO模塊、上位機(jī)通訊模塊和光纖接口模塊連接所述電平轉(zhuǎn)換模塊，所述母板電源模塊、D/A調(diào)理輸出模塊連接所述子板電源模塊和DAC模塊，所述電源接口連接所述母板電源模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于通用逆變器裝置的控制系統(tǒng)電路板，其特征在于，所述核心控制子板各模塊與和所述外圍電路母板各模塊之間通過插針連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種用于通用逆變器裝置的控制系統(tǒng)電路板，其特征在于:所述電源接口的輸入電壓范圍為9-36VDC。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于通用逆變器裝置的控制系統(tǒng)電路板，該電路板采用子母板結(jié)構(gòu)，包括核心控制子板和外圍電路母板，核心控制子板通過插針與外圍電路母板進(jìn)行連接，并便于拆卸、擴(kuò)展升級(jí)和維護(hù)保養(yǎng)；控制系統(tǒng)電路板接口豐富且標(biāo)準(zhǔn)化，能夠兼容采用兩電平或者三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的通用逆變器裝置；電路母板輸入電源單一，內(nèi)部轉(zhuǎn)換合理，便于電路板的應(yīng)用和外圍設(shè)計(jì)；本實(shí)用新型的特點(diǎn)是兼容性和可擴(kuò)展性強(qiáng)，外圍電路功能完整，結(jié)構(gòu)靈活，綜合成本低，有利于產(chǎn)品模塊化和通用化。
【IPC分類】H02M7-00, H02M7-5387
【公開號(hào)】CN204578380
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520296436
【發(fā)明人】周洋, 張偉, 高峰, 竇俊竹
【申請(qǐng)人】北京博旺天成科技發(fā)展有限公司, 江蘇博力電氣科技有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月7日