[發明專利]一種基于雙DSP的多功能變換器

有效

• 申請號: 201710996735.8
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107612360B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 侯艷雪;王曉波;趙勇;姜宇;周萌
• 申請（專利權）人: 陜西航空電氣有限責任公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種基于雙DSP的多功能變換器，其特征在于：包括主功率電路和控制電路；

所述主功率電路包括三相不可控整流器、上電軟充電回路、濾波電路、H橋逆變電路、三相全橋逆變電路和驅動電路；

所述三相不可控整流器的輸入端與外部三相交流電源連接，對外部輸入的三相交流電進行整流并輸出直流母線電源，輸出端與上電軟充電回路連接；

所述上電軟充電回路的輸入端與三相不可控整流器輸出端連接，用于上電瞬間對沖擊電流的限制，對輸入電源、三相不可控整流器及濾波電路的電容器件保護，其輸出端與濾波電路連接；

所述濾波電路的輸入端與上電軟充電回路的輸出端連接，采用電容對直流電進行濾波和儲能，其輸出端分別與三相全橋逆變電路和H橋逆變電路連接；

所述H橋逆變電路的輸入端與濾波電路的輸出端連接，采用IGBT器件將直流母線電源逆變為單相交流電源提供給起動發電機中勵磁機的勵磁繞組，其輸出端與外部起動接觸器連接；

所述三相全橋逆變電路的輸入端與濾波電路的輸出端連接，采用IGBT器件實現將直流母線電源逆變為三相變頻交流電提供給起動發電機中主發電機或永磁同步電動機的電樞繞組，其輸出端與外部起動接觸器和外部電驅動接觸器連接；

所述驅動電路的輸入端與CPU最小系統的輸出端連接，實現對輸入脈沖進行處理并用于驅動IGBT器件以控制H橋逆變電路和三相全橋逆變電路的電流輸出，其輸出端分別與H橋逆變電路、三相全橋逆變電路連接；

所述控制電路包括CPU最小系統、模擬量采集及調理電路、離散量輸入及輸出電路、位置檢測及解碼電路；

所述CPU最小系統采用雙DSP配合CPLD配置，其中一片DSP實現在準備狀態和起動狀態下對起動發電機的控制算法與保護功能，另外一片DSP實現在電驅動狀態下對永磁同步電動機的控制算法與保護功能，CPLD配合兩片DSP實現算法和功能邏輯，輸出PWM信號至驅動電路；

所述CPU最小系統中，兩個DSP分別與CPLD進行信息交互；CPLD與離散量輸入及輸出電路和位置檢測及解碼電路分別進行信息交互；起動過程中，CPLD分別輸出四路PWM脈沖信號和六路PWM脈沖信號至驅動電路，電驅動過程中，CPLD僅輸出六路PWM脈沖信號至驅動電路；

所述模擬量采集及調理電路與CPU最小系統連接，采集變換器輸出端電流信號，以及直流母線電流、電壓信號，并進行調理后輸入至CPU最小系統；

所述離散量輸入及輸出電路包括離散量輸入電路和離散量輸出電路；離散量輸入電路輸入端接收起動、起動終止、電驅動或電驅動終止指令，離散量輸入電路輸出端與CPU最小系統連接；離散量輸出電路輸入端與CPU最小系統連接，離散量輸出電路輸出端分別與上電軟充電回路、外部起動接觸器、外部電驅動接觸器連接；

所述位置檢測及解碼電路包括旋變信號數字轉換器和旋變激勵調理電路，實現對起動發電機或永磁同步電動機的旋轉變壓器副邊輸出的感應信號進行轉換，將角位置和角速度位置信號轉換為數字邏輯電平信號并輸入至CPU最小系統。

2.根據權利要求1所述一種基于雙DSP的多功能變換器，其特征在于：所述上電軟充電回路由緩沖電阻、繼電器串聯后再與晶閘管并聯組成；所述上電軟充電回路的輸出端分別連接電流傳感器和電壓傳感器，能夠對直流母線電流、電壓進行檢測。

3.根據權利要求1所述一種基于雙DSP的多功能變換器，其特征在于：所述H橋逆變電路以及所述三相全橋逆變電路的輸出端分別串聯了電流傳感器，能夠對變換器向起動發電機或永磁同步電動機輸出的電流進行檢測。

4.根據權利要求1所述一種基于雙DSP的多功能變換器，其特征在于：所述模擬量采集及調理電路通過采集上電軟充電回路輸出端電流傳感器和電壓傳感器的值獲取直流母線電流、直流母線電壓，并通過采集H橋逆變電路輸出端電流傳感器獲取起動發電機中勵磁機的勵磁電流，經調理后從CPU最小系統中兩個DSP的A/D接口輸入；模擬量采集及調理電路通過采集三相全橋逆變電路輸出端電流傳感器獲取起動發電機中主發電機或永磁同步電動機的電樞電流，將電流信號調理后輸入至CPLD。