一种用于多机协同谐波治理装置的控制系统电路的制作方法

本实用新型涉及谐波治理装置技术领域，尤其涉及一种用于多机协同谐波治理装置的控制系统电路。

背景技术：

近年来随着我国电力行业的迅猛发展，电网接入大量非线性及冲击性负载，引起了日益严重的电能质量问题。同时智能电网建设及新能源发展又对电能质量提出了新的要求，这使得电能质量的治理迫在眉睫，相关市场前景广阔。随着电力电子技术快速发展，各种高性能的电力电子变换控制算法层出不穷，而作为控制算法的硬件平台却普遍采用单DSP+FPGA的组合方式，这种组合方式数据计算和控制集中在单一DSP，不利于整个系统的实时响应，控制系统是控制算法实现的平台，其好坏直接影响到产品的最终效果。为了提高性能，保证控制稳定性、可靠性，本实用新型在原有基础上采用新型的双DSP+DPRAM+FPGA组合方式，可以有效解决系统的实时响应，特别适用于多次谐波治理领域。因此，针对上述问题提出了一种用于多机协同谐波治理装置的控制系统电路，实用性更好。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于多机协同谐波治理装置的控制系统电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于多机协同谐波治理装置的控制系统电路，包括FPGA芯片、主板、串行线端口和DSP2芯片，所述FPGA芯片的一端固定连接有串口通信线，所述FPGA芯片的另一端通过外设信号线连接在DSP1芯片的一侧，所述DSP1芯片通过中断信号线连接在DPRAM芯片的一侧，所述DPRAM芯片的一侧设置有A/D转换模块，所述A/D转换模块的一端固定连接有传感器信号线，所述DPRAM芯片的一端通过并口总线连接在DSP2芯片的一端，所述FPGA芯片的通过引脚固定连接在主板上侧外表面处，所述主板的外侧外表面为元器件层，所述主板远离元器件层的一侧为焊接层，所述串行线端口的一侧开设有插孔，所述并口总线固定连接在线束端口的一端，所述线束端口的一端固定连接有卡扣。

优选的，所述DSP1芯片、DPRAM芯片、DSP2芯片、A/D转换模块和FPGA芯片通过相互之间的信号连线构成一个完整的控制系统。

优选的，所述主板为多层板结构，DSP1芯片分别与A/D转换模块、FPGA芯片进行数据交换，DSP1芯片与A/D转换模块之间通过并口总线进行连接,DSP1芯片与FPGA芯片之间通过并口总线和外设信号线进行连接。

优选的，所述FPGA芯片与A/D转换模块进行信号传输，FPGA芯片与A/D转换模块之间通过控制及反馈信号进行连接。

优选的，所述DSP1芯片通过DPRAM芯片与DSP2芯片进行数据交换，DSP1芯片与DPRAM芯片之间通过并口总线和中断信号线进行连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：采用新型的双DSP+DPRAM+FPGA组合方式，针对DSP、FPGA的各自优势，让系统更好的协同工作，DSP的优势在于快速的运算能力，这使得其能够完成复杂的控制算法，产生精确的控制脉冲。而双DSP配置设计更具可靠性，两片DSP分别负责算法运算和数据计算，保证了控制算法运算时效性。同时各个DSP工作期间通过中断信号线查询对方工作状态是否正常，从而采取相应的控制策略，保证系统工作的正常性。控制和计算采用不同的DSP，且数据传输采用DPRAM，使得数据处理和传输时间很快，可以有效解决系统的实时响应，特别适用于多次谐波补偿领域；DSP1所有外设信号通过FPGA与外部连接，FPGA精度高、可靠性高、编程简单、灵活性大而且能更方便地实现逻辑保护，通过FPGA实现脉冲比通过DSP产生脉冲更加可靠。采用FPGA产生脉冲，出现死机情况时FPGA不会重新启动，即使出错也可能只是一个指令周期出错，不会导致整个FPGA工作不正常，所以也不会使FPGA出现过电流、过电压等故障，从而使得系统工作更可靠稳定。使得控制系统兼容性强，适用于谐波治理装置。装置整体实用性强，使用的效果相对于传统方式更好。

附图说明

图1为本实用新型一种用于多机协同谐波治理装置的控制系统电路的电路结构示意图；

图2为本实用新型一种用于多机协同谐波治理装置的控制系统电路的主板部分结构示意图；

图3为本实用新型一种用于多机协同谐波治理装置的控制系统电路的线束端口部分结构示意图。

图中：1、FPGA芯片；2、主板；3、串行线端口；4、DSP2芯片；5、串口通信线；6、外设信号线；7、DSP1芯片；8、中断信号线；9、DPRAM芯片；10、A/D转换模块；11、传感器信号线；12、并口总线；13、引脚；14、元器件层；15、焊接层；16、插孔；17、线束端口；18、卡扣。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图1-3，本实用新型提供一种技术方案：

一种用于多机协同谐波治理装置的控制系统电路，包括FPGA芯片1、主板2、串行线端口3和DSP2芯片4，所述FPGA芯片1的一端固定连接有串口通信线5，所述FPGA芯片1的另一端通过外设信号线6连接在DSP1芯片7的一侧，所述DSP1芯片7通过中断信号线8连接在DPRAM芯片9的一侧，所述DPRAM芯片9的一侧设置有A/D转换模块10，所述A/D转换模块10的一端固定连接有传感器信号线11，所述DPRAM芯片9的一端通过并口总线12连接在DSP2芯片4的一端，所述FPGA芯片1的通过引脚13固定连接在主板2上侧外表面处，所述主板2的外侧外表面为元器件层14，所述主板2远离元器件层14的一侧为焊接层15，所述串行线端口3的一侧开设有插孔16，所述并口总线12固定连接在线束端口17的一端，所述线束端口17的一端固定连接有卡扣18。

DSP1芯片7、DPRAM芯片9、DSP2芯片4、A/D转换模块10和FPGA芯片1通过相互之间的信号连线构成一个完整的控制系统。提高系统内部功能的多样性以及稳定性。

主板2为多层板结构，DSP1芯片7分别与A/D转换模块10、FPGA芯片1进行数据交换，DSP1芯片7与A/D转换模块10之间通过并口总线12进行连接,DSP1芯片7与FPGA芯片1之间通过并口总线12和外设信号线6进行连接。提高系统内部连接结构的合理性，加强系统的功能的稳定性。

FPGA芯片1与A/D转换模块10进行信号传输，FPGA芯片1与A/D转换模块10之间通过控制及反馈信号进行连接。提高各芯片之间的配合性，从而间接提高系统整体的实用性。

DSP1芯片7通过DPRAM芯片9与DSP2芯片4进行数据交换，DSP1芯片7与DPRAM芯片9之间通过并口总线12和中断信号线8进行连接。提高内部信号输送的稳定性。

需要说明的是，本实用新型为一种用于多机协同谐波治理装置的控制系统电路。

图1为多机协同谐波治理装置的电路结构示意图。将DSP1芯片7、DPRAM芯片9、DSP2芯片4、A/D转换模块10、FPGA芯片1通过相互之间的信号连线构成一个完整的控制系统，所述DSP1芯片7和DSP2芯片4采用TI公司的TMS320F28335，DPRAM芯片9的型号为IDT70V27，A/D转换模块10采用AD7606，FPGA芯片1采用EP2C5Q208。DSP1芯片7通过DPRAM芯片9与DSP2芯片4进行数据交换，DSP1芯片7与DPRAM芯片9之间通过16位并口总线12和中断信号线8进行连接，DSP2芯片4与DPRAM芯片9之间通过16位并口总线12和中断信号线8进行连接，DSP1芯片7与DSP2芯片4之间通过中断信号线8进行连接。DSP1芯片7接收A/D转换模块10转换的数据信号、FPGA芯片1与DSP1芯片7进行数据交换，DSP1芯片7与A/D转换模块10之间通过并口总线12进行连接,DSP1芯片7与FPGA芯片1之间通过并口总线12和外设信号线6进行连接。FPGA芯片1与A/D转换模块10进行信号传输，FPGA芯片1与A/D转换模块10之间通过控制及反馈信号进行连接。FPGA芯片1与PWM/串口通信/过流过压/过零检测/DIDO/显示信号连接，A/D与电流/电压/温度信号连接。

图2为多机协同谐波治理装置的电路主板2结构示意图。在使用时通过固定螺栓将主板2固定安装在指定的位置处，元器件或者芯片通过引脚13固定插接在主板2内部的孔中，焊接层15用于将引脚13通过焊锡固定焊接在主板2底侧外表面处，串行线端口3用于固定插接相应的并口总线12。

图3为多机协同谐波治理装置线束端口17结构示意图。在使用时将插孔16固定插接在主板2上侧外表面的串行线端口3处，然后通过卡扣18将其紧固以防止线束脱落，影响使用，相应的信号通过并口总线12进行传输。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。