基于雙DSP的大功率變流器通用控制平臺(tái)的設(shè)計(jì)

摘要：介紹一種大功率變流器通用控制平臺(tái)，是以TMS320C6713B為浮點(diǎn)算法運(yùn)算核，TMS320F2812為系統(tǒng)定點(diǎn)控制核的雙DSP的控制系統(tǒng)架構(gòu)。詳細(xì)分析該系統(tǒng)設(shè)計(jì)各模塊硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)控制平臺(tái)運(yùn)算性能強(qiáng)，具有很好的通用性和擴(kuò)展性，已成功應(yīng)用于400 kVA岸電電源樣機(jī)中。
關(guān)鍵詞：大功率變流器；通用控制平臺(tái)；雙DSP；FPGA通信擴(kuò)展

變流器技術(shù)及現(xiàn)代電力電子技術(shù)在交流變頻調(diào)速、供電電源、電力系統(tǒng)輸配電、電能質(zhì)量控制等方面應(yīng)用廣泛。大功率變流器具有相同或相近的主回路結(jié)構(gòu)。其控制器結(jié)構(gòu)基本是由信號(hào)調(diào)理電路、A／D轉(zhuǎn)換電路、微處理器(DSP或單片機(jī))、PWM發(fā)生器、開(kāi)關(guān)量輸入輸出、與上位機(jī)通信(串口或網(wǎng)口)電路等部分組成。因此，變流器裝置控制器具有廣泛的共性，這里提出一種基于雙DSP(TMS320C6713B與TMS320F2812)架構(gòu)的大功率變流器通用控制平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案。與變流器專(zhuān)用控制器相比通用性更強(qiáng)，有利于變流器控制器軟硬件的模塊化設(shè)計(jì)，并促進(jìn)變流器裝置控制算法研究，縮短其產(chǎn)品研發(fā)周期。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)
圖l為控制平臺(tái)的控制系統(tǒng)框圖，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)以TI公司的雙DSP處理器TMS320C6713B(浮點(diǎn)DSP)和TMS320F2812(定點(diǎn)DSP)為核心控制器。浮點(diǎn)DSP TMS320C6713B擴(kuò)展AD總線、實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)運(yùn)算、HPI接口在線編程；而定點(diǎn)DSPTMS320F2812事件管理器實(shí)現(xiàn)PWM控制、轉(zhuǎn)速采集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)控制、故障檢測(cè)以及部分通信等功能。雙端口RAMIDT70V25實(shí)現(xiàn)雙DSP通信，具有IDT70V25 8 K×16 bit共享區(qū)，邏輯忙與中斷訪問(wèn)仲裁方式。同時(shí)該控制系統(tǒng)擴(kuò)展有1片F(xiàn)PGA，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信、ISP、液晶顯示、鍵盤(pán)輸入等。

2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
2．1采集電路
2．1．1電流、電壓檢測(cè)電路
為有效調(diào)節(jié)變流器主回路輸出電壓、電流及功率因數(shù)等，分別采集三相電壓、電流信號(hào)和直流環(huán)節(jié)電壓等輸出信號(hào)。