現(xiàn)場總線技術在并聯(lián)逆變電源系統(tǒng)中的應用

3.1 系統(tǒng)硬件結構設計

CAN總線收發(fā)器選用Microchip公司的MCP2551，MCP2551是一個可容錯的高速CAN器件，可作為CAN協(xié)議控制器和物理總線接口。MCP2551可為CAN協(xié)議控制器提供差分收發(fā)能力，它完全符合ISO-11898標準，包括能滿足24 V電壓要求。它的工作速率高達1 Mb／s。RS引腳可選擇3種操作模式：高速、斜率控制、待機。在本系統(tǒng)中為了通過限制CANH和CANL的上升下降時間來進一步減少EMI，選用斜率控制模式。系統(tǒng)硬件設計圖如圖2所示。

MCP2551引腳圖如圖3所示。

為了增強CAN總線節(jié)點的抗干擾能力，MCP2551與DSP 2407A的CAN控制器之間加一個光耦隔離6N137，這樣可以很好地實現(xiàn)CAN總線節(jié)點間的電氣隔離。

3.2 軟件設計

CAN節(jié)點通信的功能是將本節(jié)點的數(shù)據(jù)信息通過CAN總線以廣播形式傳給網(wǎng)絡上的其他節(jié)點，并且接受其他節(jié)點傳來的信息。因此軟件的設計可以分為3部分：系統(tǒng)的初始化、信息的定時發(fā)送和中斷接收。主程序在完成初始化后打開中斷，在TMS32LF2407A的數(shù)據(jù)采集中斷服務中對模塊的輸出電流進行采樣，在一個工頻周期結束后，計算逆變器的輸出電流值和對各模塊進行編號，通過定時發(fā)送程序，每隔2 ms就向CAN總線上發(fā)送1次，按照既定的均流算法，進入下個循環(huán)周期。在中斷接收程序中，存儲數(shù)據(jù)到接收緩沖區(qū)，供主程序使用。

4 仿真實驗結果

在Matlab 6.5軟件平臺上對上述方案進行仿真。仿真參數(shù)如下：輸入電壓為DC48 V，輸入電流為14 A(220 VDC，3 kVA)，單臺輸出電流為14 A，輸出頻率為50 Hz。逆變器采用電壓電流雙閉環(huán)控制，L=2.7 mH，C=4.5 μF，并機數(shù)量為2臺。其中電流環(huán)采用P調(diào)節(jié)，電壓環(huán)采用P1調(diào)節(jié)，設定P=5。仿真算法采用變步長的ode23tb，仿真時間為0.05 s，采樣時間為0.002 s。仿真結果如圖4、圖5所示。

由圖4可看出，將CAN現(xiàn)場總線引入本系統(tǒng)中，可達到較好的均流效果。在圖5中，當實現(xiàn)并機時，兩臺逆變器輸出電流分別為6.8 A，6.9 A，可以很好地實現(xiàn)分擔負載的任務。

5 結 語

本文將現(xiàn)場CAN總線引用到并聯(lián)逆變電源系統(tǒng)中，較好地解決了并聯(lián)逆變電源普遍存在的環(huán)流問題，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性。同時真正實現(xiàn)(N+X)并聯(lián)冗余，可以在不斷開負載的情況下通過熱插拔增加或減少并機模塊，利用CAN總線的特點，使得整個系統(tǒng)不受影響。