[發(fā)明專利]一種PWM變流器直流支撐電容剩余壽命在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911051648.0
• 申請(qǐng)日: 2019-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN110794234A
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳杰;李庭;劉志剛;王運(yùn)達(dá);付和平;邱瑞昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;G01R27/26;G01R27/02;G01R23/165
• 代理公司: 11392 北京衛(wèi)平智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 張新利;謝建玲

1.一種PWM變流器直流支撐電容剩余壽命在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，采用DSP+FPGA架構(gòu)，包括：核心板、底板、AD7656采樣模塊、W5300通信模塊和上位機(jī)；所述核心板包括DSP系統(tǒng)和FPGA最小系統(tǒng)；所述DSP系統(tǒng)包括：DSP最小系統(tǒng)和外掛儲(chǔ)存單元；所述外掛儲(chǔ)存單元包括：FLASH芯片和RAM芯片，所述AD7656采樣模塊包括3塊AD7656芯片和低通濾波器，所述W5300通信模塊包括WIZnet W5300芯片和以太網(wǎng)變壓器，

DSP芯片的數(shù)據(jù)地址總線、PWM輸出信號(hào)線、BOOT引導(dǎo)信號(hào)線、通用輸入輸出信號(hào)線均與FPGA芯片連接；DSP芯片的EM1CS2管腳與FLASH芯片連接，用于片選FLASH芯片；DSP芯片的EM1CS3管腳與RAM芯片連接，用于片選RAM芯片；DSP芯片的EM1OE管腳和EM1WE管腳分別與FLASH芯片的讀、寫管腳連接；DSP芯片的EM1OE管腳和EM1WE管腳分別與RAM芯片的讀、寫管腳連接；DSP芯片的19位地址總線和16位數(shù)據(jù)總線分別與FLASH芯片的地址管腳、數(shù)據(jù)管腳連接；DSP芯片的19位地址總線和16位數(shù)據(jù)總線分別與RAM芯片的地址管腳、數(shù)據(jù)管腳連接；

DSP芯片的EM1CS4管腳與WIZnet W5300芯片的管腳CS連接，DSP芯片的EM1OE管腳和EM1WE管腳分別與WIZnet W5300芯片的讀、寫管腳連接，DSP芯片的8位地址總線與WIZnetW5300芯片的地址線輸入管腳連接，DSP芯片的16位數(shù)據(jù)總線與WIZnet W5300芯片的數(shù)據(jù)輸入管腳連接；

FPGA芯片的12個(gè)GPIO管腳分別與3塊AD7656芯片的片選管腳CS、復(fù)位信號(hào)管腳RESET、反饋信號(hào)管腳BUSY、啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)管腳CONVST連接，3塊AD7656芯片的數(shù)據(jù)管腳均與DSP芯片的16數(shù)據(jù)總線連接；所述AD7656芯片的6路采樣輸入管腳均與一個(gè)低通濾波器的輸出端連接，一個(gè)低通濾波器的輸入端與電壓傳感器連接，另一個(gè)低通濾波器的輸入端與電流傳感器連接；

所述底板與核心板連接，為核心板的控制芯片提供電源；所述核心板的擴(kuò)展接口包括：多種協(xié)議串行通信接口，ADC采樣輸入接口，數(shù)據(jù)地址總線接口，PWM輸出接口和多個(gè)數(shù)字輸入輸出接口。

2.如權(quán)利要求1所述的PWM變流器直流支撐電容剩余壽命在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用可擴(kuò)展接插件設(shè)計(jì)，所述可擴(kuò)展接插件設(shè)計(jì)允許用戶針對(duì)核心板的功能和目標(biāo)功能自由設(shè)計(jì)底板。

3.如權(quán)利要求1所述的PWM變流器直流支撐電容剩余壽命在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP系統(tǒng)采用窗口電壓檢測(cè)芯片進(jìn)行過欠壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)，對(duì)DSP系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)和復(fù)位操作；所述DSP最小系統(tǒng)單元包括晶振電路、復(fù)位電路、電源電路、引導(dǎo)模式設(shè)置電路和JTAG接口電路；所述DSP芯片的型號(hào)為TMS320F28377d；DSP系統(tǒng)還包含多種數(shù)據(jù)通信協(xié)議，多種數(shù)據(jù)通信協(xié)議包括I²C，SCI，SPI，CAN，USB；所述DSP系統(tǒng)自帶ADC采樣模塊，用于實(shí)現(xiàn)16位精度的差分輸入信號(hào)采樣和12位精度的單端輸入信號(hào)采樣。

4.如權(quán)利要求1所述的PWM變流器直流支撐電容剩余壽命在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述FLASH芯片采用SST39VF822芯片，RAM芯片采用IS61LV25616AL-10TLI芯片；所述W5300通信模塊通過以太網(wǎng)變壓器HR911103A與上位機(jī)進(jìn)行連接通信。

5.如權(quán)利要求1所述的PWM變流器直流支撐電容剩余壽命在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)的通信界面包括示波器部分、電容等效電路、電容壽命和電容狀態(tài)；所述示波器部分包括示波器控制箱，波形顯示框和示波器設(shè)置部分，用于觀測(cè)采樣得到的電容電壓和電容電流波形；所述電容等效電路采用一階串聯(lián)阻容等效電路，選擇不同的算法計(jì)算實(shí)際電容值。