一種開關(guān)電源的數(shù)字均流控制器接口電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電解、電鍍行業(yè)的開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種開關(guān)電源的數(shù)字均流控制器接口電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)前工業(yè)系統(tǒng)中，各種有色金屬冶煉、電解廠一直是工業(yè)用電大戶，其中，整流電源是有色冶煉、電解電鍍等企業(yè)的主要用電設(shè)備，大量電子設(shè)備在大功率負(fù)載的實際應(yīng)用中，往往由于使用單臺開關(guān)電源的輸出參數(shù)不能滿足要求或發(fā)生故障，而引起整個系統(tǒng)效率低下甚至系統(tǒng)崩潰。所以在實際應(yīng)用中通常采用多個開關(guān)電源并聯(lián)運行，這樣系統(tǒng)不僅具有冗余技術(shù)的優(yōu)點還可以保證系統(tǒng)在不斷電的情況下更換發(fā)生故障的開關(guān)電源模塊，提高了系統(tǒng)的可維護性，另外還可以實現(xiàn)低電壓下的高電流輸出。由于在并聯(lián)系統(tǒng)中各個模塊的特性不一致，并聯(lián)均流技術(shù)成為了并聯(lián)運行分布式開關(guān)電源的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]目前數(shù)字均流技術(shù)以其抗干擾能力強，穩(wěn)定性高等特性成為多路開關(guān)電源并聯(lián)均流控制技術(shù)的一種發(fā)展方向，現(xiàn)有數(shù)字均流電路中常見的是基于CAN總線的子模塊實時通訊方案，此方案需要每個子模塊擁有獨立的控制器電路和CAN總線通訊電路，存在電路復(fù)雜、通訊在每個控制周期內(nèi)占用大量時間，影響控制速度與精度等缺點，并且，實現(xiàn)數(shù)字均流對使用的控制器芯片要求較高，往往需要高精度的PWM模塊，高速AD模塊等，通用單片機無法獨立實現(xiàn)，一般需要專用的DSP芯片才能滿足需求，造價高昂，開發(fā)周期長。由于均流算法的多樣性，用戶往往需要一種通用性較強的接口電路能夠方便連接，快速實現(xiàn)對IGBT全橋電路的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出一種開關(guān)電源的數(shù)字均流控制器接口電路。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種開關(guān)電源的數(shù)字均流控制器接口電路，包括采集開關(guān)電源各電源子模塊電流及電壓的電流電壓輸入接口排針插頭，電流電壓輸入接口排針插頭的輸出與模擬量輸入接口電路的輸入端連接，模擬量輸入接口電路的輸出端與通信接口接線端子連接，通信接口接線端子分別與CAN總線收發(fā)電路連接，與模擬量輸出接口電路連接，模擬量輸出接口電路的輸出端與六路驅(qū)動信號接口排針端子連接，六路驅(qū)動信號接口排針端子與開關(guān)電源并聯(lián)系統(tǒng)電源子模塊相連，
[0007]其中，模擬量輸入接口電路包括電流電壓前級信號處理電路，該電路將輸入信號進(jìn)行放大處理后傳輸給AD7606八路采集電路，AD7606八路采集電路的輸出與ADuM1401隔離電路連接；
[0008]其中，模擬量輸出接口電路包括輸出六路模擬電壓信號的隔尚式DA轉(zhuǎn)換電路、輸出六路含占空比信息方波信號的PWM發(fā)生電路及輸出六路驅(qū)動IGBT導(dǎo)通或關(guān)斷方波信號的六個兩級功率放大電路。
[0009]而且，所述模擬量輸入接口電路具體包括一個與電流電壓輸入接口排針插頭連接的排針插頭UA5，排針插頭UA5的輸出與四個AD8006運算放大器的輸入連接，四個AD8006運算放大器的輸出與AD7606模塊的輸入連接，AD7606模塊的輸出與兩個隔離芯片ADuM1401模塊的輸入連接，兩個隔離芯片ADuM1401模塊的輸出連接到一個接線端子Pl上，接線端子Pl與通信接口接線端子連接。
[0010]而且，所述模擬量輸出接口電路中的隔離式DA轉(zhuǎn)換電路包括一個接線端子P2、接線端子P2與兩個隔離芯片ADUM1401模塊的輸入端連接，兩個隔離芯片ADuM1401模塊的輸出端分別與六個DAC芯片AD5660的輸入連接，六個DAC芯片AD5660的輸出與PWM發(fā)生電路連接。
[0011]而且，所述模擬量輸出接口電路中的PWM發(fā)生電路包括六個PWM發(fā)生器芯片SG3525，六個PWM發(fā)生器芯片SG3525分別輸出兩個與模擬電壓大小成正比的含占空比信息的方波信號 OUTAl - 0UTA6，OUTBl 一 0UTB6。
[0012]而且，所述模擬量輸出接口電路中，六路兩級功率放大電路中的每一路包括四個三極管QDl - QD4，四個三極管QDl — QD4的輸入連接六個PWM發(fā)生器芯片SG3525中的一路輸出，對輸入信號進(jìn)行一級功率放大，四個三極管QDl - QD4的輸出與四個IGBT驅(qū)動芯片M57962的輸入連接，四個IGBT驅(qū)動芯片M57962對輸入信號進(jìn)行二級功率放大后輸出四個IGBT驅(qū)動信號到六路驅(qū)動信號接口排針端子。
[0013]本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:
[0014]1，本實用新型設(shè)計了多通道并行采集電路，將各電源子模塊的輸出電壓，電流并行采集轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳入控制器電路中，從而無需子模塊將各自的信號通過CAN總線相互傳送，簡化了通訊電路并且只使用一個控制器電路，提高了控制效果。
[0015]2，本實用新型設(shè)計了各子模塊的獨立驅(qū)動電路，每個全橋電源模塊擁有獨立的控制信號轉(zhuǎn)換電路，兩級驅(qū)動電路，從而實現(xiàn)了特性不同的子電源模塊的均流控制。
[0016]3，本實用新型設(shè)計了 CAN總線通訊電路和485通訊電路，可以將各子模塊的信息傳輸至面板或上位機進(jìn)行監(jiān)控，并可接受來自面板或上位機的指令信號。
[0017]4，本實用新型設(shè)計了主控電路與采集電路及輸出電路之間的隔離電路，提高了主控電路的抗干擾能力，保證了可靠性。
[0018]5，本實用新型接口設(shè)計時考慮了拓展性，可根據(jù)需求自行添加或減少DA模塊及IGBT驅(qū)動電路。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實用新型模擬量輸入接口電路圖；
[0021]圖3為本實用新型模擬量輸口接口電路中的隔離式DA轉(zhuǎn)換電路圖；
[0022]圖4為本實用新型模擬量輸口接口電路中的PWM發(fā)生電路圖；
[0023]圖5為本實用新型模擬量輸口接口電路中的兩級功率放大電路圖。
【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖對本實用新型實施做進(jìn)一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護范圍。
[0025]一種開關(guān)電源的數(shù)字均流控制器接口電路，如圖1所示，包括采集開關(guān)電源各電源子模塊電流及電壓的電流電壓輸入接口排針插頭4，電流電壓輸入接口排針插頭的輸出與模擬量輸入接口電路I的輸入端口連接，模擬量輸入接口電路與通信接口接線端子6連接，同時，通信接口接線端子還分別與CAN總線收發(fā)電路2連接，與模擬量輸出接口電路3連接，模擬量輸出接口電路的輸出端與六路驅(qū)動信號接口排針端子5連接，六路驅(qū)動信號接口排針端子與開關(guān)電源并聯(lián)系統(tǒng)電源子模塊相連，
[0026]其中，模擬量輸入接口電路包括電流電壓前級信號處理電路，該電路將電流電壓輸入接口排針插頭輸入的信號進(jìn)行放大處理與分壓跟隨處理、還包括AD7606八路采集電路及ADuM1401隔離電路；
[0027]其中，模擬量輸出接口電路包括輸出六路模擬電壓信號的隔尚式DA轉(zhuǎn)換電路、輸出六路含占空比信息方波信號的PWM發(fā)生電路及輸出六路驅(qū)動IGBT導(dǎo)通或關(guān)斷方波信號的6個兩級功率放大電路。
[0028]在本實用新型的具體實施中，如圖2所示，所述模擬量輸入接口電路包括一個與電流電壓輸入接口排針插頭連接的排針插頭UA5，排針插頭UA5的輸出與四個AD8006運算放大器UA1、UA2、UA6及UA7的輸入連接，四個AD8006運算放大器的輸出與AD7606模塊UA4的輸入連接，AD7606模塊的輸出與兩個隔離芯片ADuM1401模塊UA3及UA8的輸入連接，兩個隔離芯片ADuM1401模塊UA3及UA8的輸出連接到一個接線端子Pl上，接線端子Pl與通信接口接線端子連接。
[0029]其中，排針插頭UA5接收的模擬信號為6個毫伏級信號Uv1、U12, U13, U14, U15及U 16與2個伏特級信號(UV1、Uv2)，如圖2所示，以Un、Uvi為例介紹實施方式，電阻RAl與電阻RA4串聯(lián)對Vl進(jìn)行分壓，運算放大器UAl (AD8606)的輸出端I腳與反向輸入端2腳相連構(gòu)成電壓跟隨電路，同向輸入端3腳與電阻RA4的一端相連，電阻RA4的另一端接地，這樣就完成了對Vl分壓后的電