專利名稱：基于dsp與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng)
(一) 技術(shù)領(lǐng)域 本實用新型涉及AC-DC電源及其故障診斷系統(tǒng)，尤其是一種基于DSP與單片機三 相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng)。
(二) 背景技術(shù) 在現(xiàn)代工業(yè)、交通、國防、生活等領(lǐng)域中，需要各種類型的電能變換裝置和變換系 統(tǒng)，將一種頻率、電壓、波形的電能變換成另一種頻率、電壓、波形的電能，而眾多類型變換 裝置的應(yīng)用也給電網(wǎng)造成了嚴(yán)重的"污染"，如常規(guī)整流環(huán)節(jié)廣泛采用了 二極管不控整流電 路或晶閘管相控整流電路，因而對電網(wǎng)注入了大量諧波及無功，造成了嚴(yán)重的電網(wǎng)"污染"。 它們主要存在以下缺點(l)網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)低；(2)輸入電流諧波含量高；(3)交流側(cè)電網(wǎng) 電壓波形畸變。另外，對于變流系統(tǒng)的設(shè)計，用戶最為關(guān)心的是保證系統(tǒng)能長時間可靠穩(wěn)定 的運行。為了保證系統(tǒng)的高效運行，需要外圍添加一個監(jiān)控系統(tǒng)，實時的將系統(tǒng)各個故障點 的大量反饋信息采集并通過數(shù)據(jù)庫保存起來，以便備份作為系統(tǒng)故障診斷時的依據(jù)。目前 應(yīng)用于現(xiàn)場的變流器，大多數(shù)都是根據(jù)用戶的需要進行開發(fā)設(shè)計的，并采用相應(yīng)的技術(shù)手 段，程序設(shè)計工作任務(wù)相對較小，只要控制思路正確不會出現(xiàn)較大問題。而參數(shù)調(diào)整工作卻 較為復(fù)雜，系統(tǒng)各相關(guān)參數(shù)互相制約，調(diào)整最佳參數(shù)相對較為困難，通用性不強。
(三) 實用新型內(nèi)容 本實用新型的目的在于提供一種基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診 斷系統(tǒng)，它可以解決傳統(tǒng)變流器的上述弊端，使系統(tǒng)具有單位功率因數(shù)、諧波含量低、能夠 消除交流側(cè)電網(wǎng)電壓畸變且達到系統(tǒng)故障診斷的特點。變流系統(tǒng)的數(shù)據(jù)經(jīng)由計算機串口采 集，通過VC界面實時直觀的顯示電流/電壓值，并對故障信號自動檢測和報警，與人性化設(shè) 計相結(jié)合，提高了自動化程度，并且數(shù)據(jù)被實時的存入數(shù)據(jù)庫中，作為歷史記錄可以進行相 關(guān)的分析計算、故障診斷，從而準(zhǔn)確的反映出系統(tǒng)的工作狀態(tài)。 本實用新型的技術(shù)方案一種基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系 統(tǒng)，它包括電網(wǎng)和負(fù)載，其特征在于它是由隔離變壓器、交流濾波器、交流電流傳感器、IGBT 橋式功率變換電路、直流濾波器、直流電壓傳感器、驅(qū)動電路、信號調(diào)理電路、DSP控制器、 同步采樣與濾波電路、單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路，以及PC數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成； 所說的隔離變壓器輸入端連接三相電網(wǎng)電壓的輸出端，其輸出端連接交流濾波器的輸入端 和信號調(diào)理電路的輸入端；所說的交流濾波器的輸出端連接IGBT橋式功率變換電路的輸 入端和交流電流傳感器的輸入端；所說的交流電流傳感器的輸出端與直流電壓傳感器的輸 出端均連接到信號調(diào)理電路的輸入端；所說的DSP控制器的輸出端連接到驅(qū)動電路的輸入 端，其輸入端連接到信號調(diào)理電路的輸出端；所說的IGBT橋式功率變換電路的輸出端連接 直流濾波器的輸入端；所說的直流濾波器的輸出端連接直流電壓傳感器的輸入端和負(fù)載的 輸入端；所說的同步采樣與濾波電路的輸入端連接信號調(diào)理電路的輸出端，其輸出端連接 單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路的輸入端；所說的單片機及其外圍串行通信最小系
4統(tǒng)電路的輸出端連接PC串口的輸入端，反饋信息經(jīng)PC串口連接并傳輸至PC數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 上述所說的隔離變壓器采用三角形/星形的繞組形式。 上述所說的交流濾波器包括電抗器。 上述所說的交流電流傳感器和直流電壓傳感器均采用霍爾元件。 上述所說的IGBT橋式功率變換電路包括6個IGBT和6個二極管，各元器件間為 常規(guī)連接，即每兩個IGBT —組串接在一起，每個IGBT上反并聯(lián)上一個二極管，組成三相橋。 上述所說的直流濾波器采用電解電容結(jié)構(gòu)。 上述所說的驅(qū)動電路包括R20、 R21 、 R22、 R23、 R24、運算放大器LM311 ，各元器件間 為常規(guī)連接，即R20 —端連接到運算放大器LM311的反向輸入端，另一端連接到參考電壓； R23的一端連接到LM311的反向輸入端，另一端接地；R21 —端接DSP信號，另一端接LM311 的正向輸入端；LM311的輸出端接入R22和R24，R22的另一端接LM311的正電源輸入端，R24 的另一端接地，R24的調(diào)壓端接IGBT。 上述所說的信號調(diào)理電路是由RIO、 Rll、 R12、 R13、 R14、 R15、 R16、以及運算放大器 CA3140組成。其中，R10、R11并接于運算放大器的反相端，再與R13串接；R15、R16串聯(lián)構(gòu) 成同相比例運算放大電路；R12、R14串接于運算放大器的同相端。 上述所說的DSP控制器是由DSP控制器及其外圍電路組成；包括TI的 TMS320F2812控制芯片，晶體振蕩器以及阻容元件。 上述所說的同步采樣與濾波電路是由數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路和脈沖信號時鐘發(fā)生器組 成；所說的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路是由A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX156，起穩(wěn)壓作用的電容Cl、 C3、 C5，以及 起濾除高次諧波作用的C0、C2、C4組成；其中，CO和Cl并聯(lián)后一端接地，另一端連接轉(zhuǎn)換芯 片的VDD端口 ， C2和C3并聯(lián)后一端接地，另一端同時連接轉(zhuǎn)換芯片的REFOUT端口和REFIN 端口， C4和C5并聯(lián)后一端接地，另一端連接轉(zhuǎn)換芯片的VSS端口 ；所說的脈沖信號時鐘發(fā) 生器是由多諧振蕩器及其外圍電路組成；其中，為轉(zhuǎn)換器MAX156A/D提供時鐘脈沖信號的 多諧振蕩器為定時器NE555 ;所說的外圍電路包括電阻R3、R5、電容C6、C20，其中R3 —端連 接+VCC,另一端連接R5， R5再連接C20。 上述所說的單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路是由PC的串行接口、電平轉(zhuǎn) 換電路以及單片機最小系統(tǒng)組成；所說的PC的串行接口的外圍引腳電路連接關(guān)系為PC串 行接口的引腳5接地；用來發(fā)送信號的引腳3接串口電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳ll，用來 接收信號的引腳2接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳12 ;所說的用于實現(xiàn)PC的RS232電平到 單片機的TTL電平轉(zhuǎn)換的電平轉(zhuǎn)換電路是由用于實現(xiàn)PC機與單片機之間通信的電平轉(zhuǎn)換 芯片MAX232、C8、C9、C10、C11組成；其中，C8的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳15，負(fù) 端接引腳6 ;C9的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳1，負(fù)端接引腳3 ;CIO的正端接電平 轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳4，負(fù)端接引腳5 ;Cll的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳2，負(fù) 端接引腳16 ;電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232通過引腳11接收PC的RS232信號，然后轉(zhuǎn)換為TTL信 號后通過引腳14傳送給單片機；單片機TTL信號經(jīng)電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳13送入 MAX232，轉(zhuǎn)換為RS232電平后通過引腳12輸送到PC ;電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232 ;所說的單片機 最小系統(tǒng)是由電容C7、C12、C13、晶振Y7與電阻R1組成；其中，單片機的引腳31、引腳40接 +5V電壓；單片機的引腳9通過電容C7接+5V電壓，然后再通過電阻Rl接地；單片機的20 引腳接地；單片機的引腳18、19外接晶振，并通過C12、C13濾波；用來收發(fā)信號的單片機的串行通信端口 RXD、TXD，即引腳10、11分別接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳14、13 ;單片機采 集到的信號通過串行通信的方式和PC機交互。 本實用新型的工作原理為系統(tǒng)工作時從電網(wǎng)輸出端采樣輸出電壓經(jīng)信號調(diào)理電 路和A/D轉(zhuǎn)換電路進入DSP控制器，與給定的電壓信號比較產(chǎn)生一個誤差信號進入PI調(diào) 節(jié)，并與采樣的交流電壓信號相乘得到參考電流的指令信號，然后將此參考電流與實際電 流的采樣信號比較，若實際電流大于給定值，則通過改變變流器的開關(guān)狀態(tài)使之減小，反之 增大。這樣，實際電流圍繞給定電流波形做鋸齒狀變化，并將偏差控制在一定范圍，通過改 進的正弦滯環(huán)寬度控制方法計算出一系列高頻的脈沖信號經(jīng)過驅(qū)動電路觸發(fā)IGBT，控制各 管的關(guān)斷與開通，實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)正弦輸入電流和單位功率因數(shù)。整個系統(tǒng)的控制采用電壓外環(huán) 和電流內(nèi)環(huán)相結(jié)合的雙閉環(huán)控制方式，電壓外環(huán)保證穩(wěn)定的直流輸出電壓，電流內(nèi)環(huán)實現(xiàn) 高功率因數(shù)控制，并提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。 系統(tǒng)故障點信號經(jīng)過信號調(diào)理后送后A/D轉(zhuǎn)換器，模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然 后通過單片機的P2 口送入單片機。單片機接收到故障信號后，請求向PC機發(fā)送數(shù)據(jù)，在得 到PC許可后，通過串行通信的方式，經(jīng)過MAX232電平轉(zhuǎn)換電路，單片機的TTL電平轉(zhuǎn)換為 PC串口能夠接收的RS232電平，把故障信號送入PC。在？(:機上，通過￥0++編寫的應(yīng)用程 序，把接收到的故障信號輸出顯示，并存入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)保存。 本實用新型的優(yōu)越性在于1、能量雙向流動，系統(tǒng)既有良好的動態(tài)品質(zhì)、穩(wěn)定性和 魯棒性，又減小了裝置對電網(wǎng)形成諧波擾動；2、諧波畸變低，對電網(wǎng)無"污染"，顯著提高了 輸電系統(tǒng)的傳輸功率能力，具有較大的技術(shù)和經(jīng)濟意義；3、達到單位功率因數(shù)，節(jié)能高效； 4、功率器件的開關(guān)頻率在一定范圍內(nèi)近乎恒定，解決了此類變流系統(tǒng)濾波設(shè)計困難的問 題，并降低了因開關(guān)頻率變化范圍過大而引起的較嚴(yán)重的開關(guān)應(yīng)力，減少開關(guān)損耗；5、系統(tǒng) 功率較大，輸出端電壓大范圍可調(diào)；6、抑制了電力電子技術(shù)高頻化所帶來的EMI問題，符合 EMC設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品綠色環(huán)保；7、加入串行通信，實時監(jiān)控，并保存系統(tǒng)各個故障點數(shù)據(jù)，當(dāng) 過流/過壓時自動反饋錯誤信息，產(chǎn)生報警信號，并強制關(guān)斷IGBT功率開關(guān)器件，保證系統(tǒng) 運行穩(wěn)定可靠。


圖1為本實用新型所涉一種基于DSP與單片機 的系統(tǒng)整體連接框圖； 圖2為本實用新型所涉一種基于DSP與單片機 的三相變流器電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖； 圖3為本實用新型所涉一種基于DSP與單片機 的DSP實現(xiàn)的系統(tǒng)控制工作原理框圖； 圖4為本實用新型所涉一種基于DSP與單片機 中的驅(qū)動信號電路的電路連接圖； 圖5為本實用新型所涉一種基于DSP與單片機 中的信號調(diào)理電路的電路連接圖； 圖6為本實用新型所涉一種基于DSP與單片機 中的同步采樣與濾波電路中的A/D轉(zhuǎn)換器MAX156外圍電路連接原理三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng) 三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng) 三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng) 三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng) 三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng) 三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng)[0024] 圖7為本實用新型所涉一種基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng) 的脈沖信號時鐘發(fā)生器電路連接圖； 圖8為本實用新型所涉一種基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng) 中的單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路的電路連接圖。
具體實施方式
實施例一種基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng)(見附圖 l-3)，它包括電網(wǎng)和負(fù)載，其特征在于它是由隔離變壓器、交流濾波器、交流電流傳感器、 IGBT橋式功率變換電路、直流濾波器、直流電壓傳感器、驅(qū)動電路、信號調(diào)理電路、DSP控制 器、同步采樣與濾波電路、單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路，以及PC數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組 成；所說的隔離變壓器輸入端連接三相電網(wǎng)電壓的輸出端，其輸出端連接交流濾波器的輸 入端和信號調(diào)理電路的輸入端；所說的交流濾波器的輸出端連接IGBT橋式功率變換電路 的輸入端和交流電流傳感器的輸入端；所說的交流電流傳感器的輸出端與直流電壓傳感器 的輸出端均連接到信號調(diào)理電路的輸入端；所說的DSP控制器的輸出端連接到驅(qū)動電路的 輸入端，其輸入端連接到信號調(diào)理電路的輸出端；所說的IGBT橋式功率變換電路的輸出端 連接直流濾波器的輸入端；所說的直流濾波器的輸出端連接直流電壓傳感器的輸入端和負(fù) 載的輸入端；所說的同步采樣與濾波電路的輸入端連接信號調(diào)理電路的輸出端，其輸出端 連接單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路的輸入端；所說的單片機及其外圍串行通信最 小系統(tǒng)電路的輸出端連接PC串口的輸入端，反饋信息經(jīng)PC串口連接并傳輸至PC數(shù)據(jù)庫系 統(tǒng)。 上述所說的隔離變壓器采用三角形/星形的繞組形式。 上述所說的交流濾波器包括電抗器。 上述所說的交流電流傳感器和直流電壓傳感器均采用霍爾元件。 上述所說的IGBT橋式功率變換電路包括6個IGBT和6個二極管，各元器件間為 常規(guī)連接，即每兩個IGBT —組串接在一起，每個IGBT上反并聯(lián)上一個二極管，組成三相橋。 上述所說的直流濾波器采用電解電容結(jié)構(gòu)。 上述所說的驅(qū)動電路(見附圖4)包括R20、R21、R22、R23、R24、運算放大器LM311， 各元器件間為常規(guī)連接，即R20 —端連接到運算放大器LM311的反向輸入端，另一端連接到 參考電壓；R23的一端連接到LM311的反向輸入端，另一端接地；R21 —端接DSP信號，另一 端接LM311的正向輸入端；LM311的輸出端接入R22和R24， R22的另一端接LM311的正電 源輸入端，R24的另一端接地，R24的調(diào)壓端接IGBT。 上述所說的信號調(diào)理電路(見附圖5)是由R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、以及 運算放大器CA3140組成。其中，R10、R11并接于運算放大器的反相端，再與R13串接；R15、 R16串聯(lián)構(gòu)成同相比例運算放大電路；R12、R14串接于運算放大器的同相端。 上述所說的DSP控制器是由DSP控制器及其外圍電路組成；包括TI的 TMS320F2812控制芯片，晶體振蕩器以及阻容元件。 上述所說的同步采樣與濾波電路是由數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路(見附圖6)和脈沖信號時 鐘發(fā)生器(見附圖7)組成；所說的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路是由A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX156，起穩(wěn)壓作用 的電容Cl、 C3、 C5，以及起濾除高次諧波作用的CO、 C2、 C4組成；其中，CO和Cl并聯(lián)后一端接地，另一端連接轉(zhuǎn)換芯片的VDD端口 ， C2和C3并聯(lián)后一端接地，另一端同時連接轉(zhuǎn)換芯片 的REF0UT端口和REFIN端口 ， C4和C5并聯(lián)后一端接地，另一端連接轉(zhuǎn)換芯片的VSS端口 ； 所說的脈沖信號時鐘發(fā)生器是由多諧振蕩器及其外圍電路組成；其中，為轉(zhuǎn)換器MAX156A/ D提供時鐘脈沖信號的多諧振蕩器為定時器NE555 ;所說的外圍電路包括電阻R3、 R5、電容 C6、 C20，其中R3 —端連接+VCC,另一端連接R5， R5再連接C20。 上述所說的單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路(見附圖8)是由PC的串行接 口、電平轉(zhuǎn)換電路以及單片機最小系統(tǒng)組成；所說的PC的串行接口的外圍引腳電路連接關(guān) 系為PC串行接口的引腳5接地；用來發(fā)送信號的引腳3接串口電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的 引腳ll，用來接收信號的引腳2接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳12 ;所說的用于實現(xiàn)PC的 RS232電平到單片機的TTL電平轉(zhuǎn)換的電平轉(zhuǎn)換電路是由用于實現(xiàn)PC機與單片機之間通信 的電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232、C8、C9、C10、C11組成；其中，C8的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的 引腳15，負(fù)端接引腳6 ;C9的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳1，負(fù)端接引腳3 ;CIO的正 端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳4，負(fù)端接引腳5;C11的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引 腳2，負(fù)端接引腳16 ;電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232通過引腳11接收PC的RS232信號，然后轉(zhuǎn)換為 TTL信號后通過引腳14傳送給單片機；單片機TTL信號經(jīng)電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳13 送入MAX232，轉(zhuǎn)換為RS232電平后通過引腳12輸送到PC ;電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232 ;所說的單 片機最小系統(tǒng)是由電容C7、C12、C13、晶振Y7與電阻R1組成；其中，單片機的引腳31、引腳 40接+5V電壓；單片機的引腳9通過電容C7接+5V電壓，然后再通過電阻Rl接地；單片機 的20引腳接地；單片機的引腳18、19外接晶振，并通過C12、 C13濾波；用來收發(fā)信號的單 片機的串行通信端口RXD、TXD，即引腳10、11分別接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳14、13 ;單 片機采集到的信號通過串行通信的方式和PC機交互。
權(quán)利要求一種基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng)，它包括電網(wǎng)和負(fù)載，其特征在于它是由隔離變壓器、交流濾波器、交流電流傳感器、IGBT橋式功率變換電路、直流濾波器、直流電壓傳感器、驅(qū)動電路、信號調(diào)理電路、DSP控制器、同步采樣與濾波電路、單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路，以及PC數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成；所說的隔離變壓器輸入端連接三相電網(wǎng)電壓的輸出端，其輸出端連接交流濾波器的輸入端和信號調(diào)理電路的輸入端；所說的交流濾波器的輸出端連接IGBT橋式功率變換電路的輸入端和交流電流傳感器的輸入端；所說的交流電流傳感器的輸出端與直流電壓傳感器的輸出端均連接到信號調(diào)理電路的輸入端；所說的DSP控制器的輸出端連接到驅(qū)動電路的輸入端，其輸入端連接到信號調(diào)理電路的輸出端；所說的IGBT橋式功率變換電路的輸出端連接直流濾波器的輸入端；所說的直流濾波器的輸出端連接直流電壓傳感器的輸入端和負(fù)載的輸入端；所說的同步采樣與濾波電路的輸入端連接信號調(diào)理電路的輸出端，其輸出端連接單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路的輸入端；所說的單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路的輸出端連接PC串口的輸入端，反饋信息經(jīng)PC串口連接并傳輸至PC數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng)，其特征在于所說的隔離變壓器采用三角形/星形的繞組形式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng)，其特征在于所說的交流濾波器包括電抗器；所說的直流濾波器采用電解電容結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng)，其特征在于所說的交流電流傳感器和直流電壓傳感器均采用霍爾元件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng)，其特征在于所說的IGBT橋式功率變換電路包括6個IGBT和6個二極管，各元器件間為常規(guī)連接，即每兩個IGBT —組串接在一起，每個IGBT上反并聯(lián)上一個二極管，組成三相橋。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng)，其特征在于所說的驅(qū)動電路包括R20、R21、R22、R23、R24、運算放大器LM311，各元器件間為常規(guī)連接，即R20—端連接到運算放大器LM311的反向輸入端，另一端連接到參考電壓；R23的一端連接到LM311的反向輸入端，另一端接地；R21—端接DSP信號，另一端接LM311的正向輸入端；LM311的輸出端接入R22和R24， R22的另一端接LM311的正電源輸入端，R24的另一端接地，R24的調(diào)壓端接IGBT。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng)，其特征在于所說的信號調(diào)理電路是由RIO、 Rll、 R12、 R13、 R14、 R15、 R16、以及運算放大器CA3140組成；其中，RIO、 Rll并接于運算放大器的反相端，再與R13串接；R15、 R16串聯(lián)構(gòu)成同相比例運算放大電路；R12、R14串接于運算放大器的同相端。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng)，其特征在于所說的DSP控制器是由DSP控制器及其外圍電路組成；包括TI的TMS320F2812控制芯片，晶體振蕩器以及阻容元件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng)，其特征在于所說的同步采樣與濾波電路是由數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路和脈沖信號時鐘發(fā)生器組成；所說的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路是由A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX156，起穩(wěn)壓作用的電容Cl、 C3、 C5，以及起濾除高次諧波作用的CO、 C2、 C4組成；其中，CO和Cl并聯(lián)后一端接地，另一端連接轉(zhuǎn)換芯片的VDD端口 ， C2和C3并聯(lián)后一端接地，另一端同時連接轉(zhuǎn)換芯片的REF0UT端口和REFIN端口， C4和C5并聯(lián)后一端接地，另一端連接轉(zhuǎn)換芯片的VSS端口 ；所說的脈沖信號時鐘發(fā)生器是由多諧振蕩器及其外圍電路組成；其中，為轉(zhuǎn)換器MAX156A/D提供時鐘脈沖信號的多諧振蕩器為定時器NE555 ;所說的外圍電路包括電阻R3、R5、電容C6、C20，其中R3 —端連接+VCC,另一端連接R5， R5再連接C20。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng)，其特征在于所說的單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路是由PC的串行接口、電平轉(zhuǎn)換電路以及單片機最小系統(tǒng)組成；所說的PC的串行接口的外圍引腳電路連接關(guān)系為PC串行接口的引腳5接地；用來發(fā)送信號的引腳3接串口電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳ll，用來接收信號的引腳2接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳12 ;所說的用于實現(xiàn)PC的RS232電平到單片機的TTL電平轉(zhuǎn)換的電平轉(zhuǎn)換電路是由用于實現(xiàn)PC機與單片機之間通信的電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232、C8、C9、C10、C11組成；其中，C8的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳15，負(fù)端接引腳6 ;C9的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳1，負(fù)端接引腳3 ;CIO的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳4，負(fù)端接引腳5 ;Cll的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳2，負(fù)端接引腳16 ;電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232通過引腳11接收PC的RS232信號，然后轉(zhuǎn)換為TTL信號后通過引腳14傳送給單片機；單片機TTL信號經(jīng)電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳13送入MAX232，轉(zhuǎn)換為RS232電平后通過引腳12輸送到PC ;電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232 ;所說的單片機最小系統(tǒng)是由電容C7、C12、C13、晶振Y7與電阻R1組成；其中，單片機的引腳31、引腳40接+5V電壓；單片機的引腳9通過電容C7接+5V電壓，然后再通過電阻R1接地；單片機的20引腳接地；單片機的引腳18、19外接晶振，并通過C12、C13濾波；用來收發(fā)信號的單片機的串行通信端口 RXD、TXD，即引腳10、11分別接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳14、13 ;單片機采集到的信號通過串行通信的方式和PC機交互。
專利摘要一種基于DSP與單片機三相可逆變流器及其故障診斷系統(tǒng)，它包括電網(wǎng)和負(fù)載，其特征在于它是由隔離變壓器、交流濾波器、交流電流傳感器、IGBT橋式功率變換電路、直流濾波器、直流電壓傳感器、驅(qū)動電路、信號調(diào)理電路、DSP控制器、同步采樣與濾波電路、單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路，以及PC數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成；本實用新型的優(yōu)越性在于系統(tǒng)既有良好的動態(tài)品質(zhì)、穩(wěn)定性和魯棒性，又減小了裝置對電網(wǎng)形成諧波擾動；對電網(wǎng)無“污染”，顯著提高了輸電系統(tǒng)的傳輸功率能力；節(jié)能高效；減少開關(guān)損耗；輸出端電壓大范圍可調(diào)；抑制了電力電子技術(shù)高頻化所帶來的EMI問題，符合EMC設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品綠色環(huán)保；保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。
文檔編號G01R31/40GK201499101SQ20082014515
公開日2010年6月2日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者孫強, 郭志強, 魏克新 申請人:天津理工大學(xué)