DSP和CPLD的低壓斷路器智能控制器

    2014-03-06 22:52 來源:電子信息網(wǎng) 作者:鈴鐺

    0 引言

    智能電網(wǎng)的發(fā)展,對(duì)低壓電器的智能化提出了較高的要求,目前國內(nèi)使用較多的小型斷路器的智能化穩(wěn)定性不夠,在于其體積較小,將信號(hào)采集電路、動(dòng)作執(zhí)行和智能脫扣器都安裝在本體內(nèi),開關(guān)內(nèi)的強(qiáng)電場產(chǎn)生的電磁干擾和高溫,使得斷路器可靠性降低。本文介紹的智能控制器脫離于斷路器本體,并且能夠連接多個(gè)斷路器,實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)斷路器的監(jiān)控。

    1 控制器的總體結(jié)構(gòu)

    群組智能控制器的核心采用DSP TMS320F2812芯片,輔以CPLD EPM3128芯片來實(shí)現(xiàn)鍵盤和液晶的時(shí)序邏輯,減少擴(kuò)展芯片帶來的體積問題,外圍電路主要包括信號(hào)調(diào)理電路和脫扣控制電路等。為適應(yīng)智能電網(wǎng)的無線通信,在智能控制器中添加GPRS模塊,使得斷路器能夠更好地融入到智能電網(wǎng)中。

    2 控制器的硬件設(shè)計(jì)

    所采集的多個(gè)斷路器的電壓、電流等信號(hào),經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行調(diào)理后送入DSP處理器,經(jīng)過信號(hào)的變換、運(yùn)算和判斷等處理,斷路器有故障時(shí)通過脫扣電路實(shí)現(xiàn)脫扣。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

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    2.1 信號(hào)調(diào)理電路模塊設(shè)計(jì)

    信號(hào)調(diào)理模塊的主要功能,一是低通濾波,濾除高頻噪聲;二是信號(hào)放大,由于檢測電流范圍較大,為適應(yīng)較大的動(dòng)態(tài)范圍,提高A/D采樣分辨率,使變換后的數(shù)字信號(hào)盡可能準(zhǔn)確反映模擬信號(hào)的大小,設(shè)計(jì)了兩路放大環(huán)節(jié)。一路有較大的放大倍數(shù),放大小電流時(shí)的信號(hào);另一路放大倍數(shù)較小,進(jìn)行大電流時(shí)的信號(hào)放大。因?yàn)锳/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入范圍有限,為防止大電流信號(hào)時(shí)產(chǎn)生過高的輸入電壓,對(duì)檢測電路和A/D轉(zhuǎn)換器造成損壞,設(shè)計(jì)了電平限幅保護(hù)電路。

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    DSP 斷路器

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