基于雙DSP的大功率變流器通用控制平臺的設計

摘要：介紹一種大功率變流器通用控制平臺，是以TMS320C6713B為浮點算法運算核，TMS320F2812為系統定點控制核的雙DSP的控制系統架構。詳細分析該系統設計各模塊硬件電路和軟件程序設計。該系統控制平臺運算性能強，具有很好的通用性和擴展性，已成功應用于400 kVA岸電電源樣機中。
關鍵詞：大功率變流器；通用控制平臺；雙DSP；FPGA通信擴展

變流器技術及現代電力電子技術在交流變頻調速、供電電源、電力系統輸配電、電能質量控制等方面應用廣泛。大功率變流器具有相同或相近的主回路結構。其控制器結構基本是由信號調理電路、A／D轉換電路、微處理器(DSP或單片機)、PWM發生器、開關量輸入輸出、與上位機通信(串口或網口)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)架構的大功率變流器通用控制平臺的設計方案。與變流器專用控制器相比通用性更強，有利于變流器控制器軟硬件的模塊化設計，并促進變流器裝置控制算法研究，縮短其產品研發周期。

1 系統整體設計
圖l為控制平臺的控制系統框圖，該系統設計以TI公司的雙DSP處理器TMS320C6713B(浮點DSP)和TMS320F2812(定點DSP)為核心控制器。浮點DSP TMS320C6713B擴展AD總線、實現浮點運算、HPI接口在線編程；而定點DSPTMS320F2812事件管理器實現PWM控制、轉速采集、開關狀態控制、故障檢測以及部分通信等功能。雙端口RAMIDT70V25實現雙DSP通信，具有IDT70V25 8 K×16 bit共享區，邏輯忙與中斷訪問仲裁方式。同時該控制系統擴展有1片FPGA，用于實現網絡通信、ISP、液晶顯示、鍵盤輸入等。

2 系統硬件電路設計
2．1采集電路
2．1．1電流、電壓檢測電路
為有效調節變流器主回路輸出電壓、電流及功率因數等，分別采集三相電壓、電流信號和直流環節電壓等輸出信號。