CN202041823U - 一种应用于级联型电力电子变流器的通用控制平台 - Google Patents

一种应用于级联型电力电子变流器的通用控制平台 Download PDF

Info

Publication number
CN202041823U
CN202041823U CN2010206482382U CN201020648238U CN202041823U CN 202041823 U CN202041823 U CN 202041823U CN 2010206482382 U CN2010206482382 U CN 2010206482382U CN 201020648238 U CN201020648238 U CN 201020648238U CN 202041823 U CN202041823 U CN 202041823U
Authority
CN
China
Prior art keywords
board
communication
power supply
output module
switching value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010206482382U
Other languages
English (en)
Inventor
赵剑锋
季振东
倪喜军
于鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN2010206482382U priority Critical patent/CN202041823U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN202041823U publication Critical patent/CN202041823U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Programmable Controllers (AREA)
  • Mounting Of Printed Circuit Boards And The Like (AREA)
  • Power Sources (AREA)

Abstract

一种应用于级联型电力电子变流器的通用控制平台，包括主控板、通讯板、调理板、开关量输入板、开关量输出板、光纤板、扩展板、电源板以及通过接插件与前述板卡相连的背板，其中主控板、通讯板、开关量输入板、开关量输出板、光纤板和扩展板通过基于FPGA的高速串行通讯(SERDES)总线进行通讯；所述的调理板将处理过后的模拟量同时给予主控板和通讯板；所述的电源板通过背板上的电源自动切换电路给其它板卡供电。本实用新型所述的通用控制平台具有高速的数据处理和通讯能力、高度的可扩充性以及很好的可靠性。

Description

一种应用于级联型电力电子变流器的通用控制平台
技术领域
本实用新型设计电力电子控制领域，为一种应用于级联型电力电子变流器的通用控制平台。
背景技术
目前，在级联型电力电子变流器中，控制器普遍采用背板式结构。但由于级联型变流器的控制量较多，光纤板、开关量板等板卡与主控板在背板上走线较多而且较长，往往会造成信号的不完整和信号之间互相干扰等问题，降低了装置的可靠性和数据通信的实时性的要求。同时传统的控制器对扩展性和使用的灵活性没有考虑，不具有用户定制的功能。
发明内容
本实用新型要解决的问题是：传统的级联型电力电子变流器的控制器存在信号干扰，数据传输可靠性和实时性不能满足要求，且扩展性不好。
本实用新型的技术方案为：一种应用于级联型电力电子变流器的通用控制平台，包括主控板、通讯板、调理板、开关量输入板、开关量输出板、光纤板、扩展板、电源板以及通过接插件与前述板卡相连的背板，通用控制平台以基于FPGA的高速串行通讯SERDES总线为通用控制平台的通讯总线，所述主控板、通讯板、开关量输入板、开关量输出板、光纤板和扩展板分别连接基于FPGA的高速串行通讯SERDES总线，电源板向主控板、通讯板、调理板、开关量输入板、开关量输出板、光纤板和扩展板供电。
背板上设有双路电源自动切换电路，所述电源板为两块，电源板通过双路电源自动切换电路向其它板卡供电。
所述的扩展板为开关量输入板、开关量输出板、光纤板或者其它的用户定制的基于FPGA的板卡。
所述的开关量输入板、开关量输出板、光纤板、扩展板在背板上的的接插件具有同样的尺寸，因此开关量输入板、开关量输出板、光纤板、扩展板在背板上的相对顺序是任意的。
本实用新型提出了一种用于级联型电力电子变流器的新型的通用控制平台，它可以克服传统控制器的缺陷，从而到达高速的数据处理和通讯能力、高度的可扩充性以及很好的可靠性，具有以下有益效果：
1、将高速数据总线引入背板设计，在大大简化背板设计的同时，保证了信号完整性并且降低了EMI辐射；
2、加入了扩展板，使得用户根据功能需求定制成为可能，从而保证了装置的可扩展性和使用的灵活性；
3、对控制平台增加了双路供电切换的功能，不同的电源供电以及电源的无缝切换使得整个级联型电力电子变流器装置具有更好的可靠性。
4.由于具有同样的接插件，开关量输入板、开关量输出板、光纤板、扩展板在背板上的相对顺序可以是任意的，即这些位置的板卡是任意插入的，这样可以根据现场情况进行布置，增加了装置使用的灵活性。
附图说明
图1为本实用新型级联型电力电子变流器的通用控制平台的结构示意图。
图2为本实用新型主控板和通讯板的原理框架图。
图3为本实用新型光纤板、开关量输入板、开关量输出板、扩展板的原理框图。
具体实施方式
如图1所示，为本实用新型的用于级联型电力电子变流器的通用控制平台，包括主控板、通讯板、调理板、开关量输入板、开关量输出板、光纤板、扩展板、电源板以及通过接插件与前述板卡相连的背板。其中，背板为底层所示的板卡，双电源自动切换电路和各板卡之间的连接线，包括数据总线和模拟量的连接线均在背板上进行布置。通用控制平台以基于FPGA的高速串行通讯SERDES总线为通用控制平台的通讯总线，所述主控板、通讯板、开关量输入板、开关量输出板、光纤板和扩展板分别连接基于FPGA的高速串行通讯SERDES总线进行通讯；所述的扩展板可以为开关量输入板、开关量输出板、光纤板或者其它的用户定制的基于FPGA的板卡；所述的调理板将处理过后的模拟量同时输入主控板和通讯板；所述的开关量输入板、开关量输出板、光纤板、扩展板在背板上的相对顺序是任意的；两块电源板通过背板上的双电源自动切换电路给其它板卡供电。
本实用新型所采用的主控板和通讯板采用的是同一种原理结构，故而未分别予以画出。如图2所示，为本实用新型的主控板和通讯板部分的原理框图，接插件1和接插件2用于与背板连接，主控板和通讯板是基于DSP芯片+FPGA芯片的构架，DSP与FPGA之间通过FPGA自身构建的双口RAM进行数据通讯。FPGA通过接插件2与其他板卡之间构建高速串行通讯SERDES总线。DSP的数据和地址总线上挂靠有FLASH和ADC，分别用于数据和程序的存储以及模拟量到数字量的转换。在实际应用中，级联型电力电子变流器需要一个良好的人机界面与控制器进行交互，所以板卡中预留有通讯端口。可以实现与上位机或者PLC之间的通讯，具体可以选用工业上常用的RS485或者网络口。另外，级联型电力电子变流器可以用于高压电机的调速等场合，所以此种板卡中与DSP相连的还有编码器接口，用于电机的测速。
如图3所示，为本实用新型的开关量输入板、开关量输出板、光纤板、扩展板部分的原理框图。此类板卡是基于FPGA芯片的，FPGA通过接插件2挂靠在高速串行通讯SERDES总线上。FGPA通过隔离电路与接口电路相连接。所述的接口电路包括开关量输出电路、开关量输入电路、光纤电路以及其它用户定制的电路。
本实用新型是在改进传统的控制器的基础上实现的，基于FPGA的高速串行通讯SERDES总线进行通讯。SERDES通讯采用以下措施突破了传统并行I/O的数据传输瓶颈：一是采用差分信号传输代替单端信号传输，从而增强了抗噪、抗干扰能力；二是采用时钟和数据恢复技术代替同时传输数据和时钟，从而解决了限制数据传输速率的信号时钟偏移问题。故而，本实用新型背板所采用的通讯总线在确保了信号的完整性、可靠性并且降低EMI的同时大大简化了背板的设计。基于所述的扩展板可以为开关量输入板、开关量输出板、光纤板或者其它的用户定制的基于FPGA的板卡，使得装置具有很好的可扩展性；所述的调理板将处理过后的模拟量同时给予主控板和通讯板；所述的开关量输入板、开关量输出板、光纤板、扩展板在背板上的接插件都具有同样的尺寸和位置，并且各块板卡采用这种总线的通讯方式使得接插件具有统一化的端口定义。上述的板卡可以采用相对顺序任意的方式接入背板，这样用户在配置板卡时具有灵活性，可在不同的应用场合进行调整；所述的电源板通过背板上的电源自动切换电路给其它板卡供电，双路电源供电并且无缝切换使得装置具有更好的可靠性。

Claims (4)

1.一种应用于级联型电力电子变流器的通用控制平台，包括主控板、通讯板、调理板、开关量输入板、开关量输出板、光纤板、扩展板、电源板以及通过接插件与前述板卡相连的背板，其特征是通用控制平台以基于FPGA的高速串行通讯SERDES总线为通用控制平台的通讯总线，所述主控板、通讯板、开关量输入板、开关量输出板、光纤板和扩展板分别连接基于FPGA的高速串行通讯SERDES总线，电源板向主控板、通讯板、调理板、开关量输入板、开关量输出板、光纤板和扩展板供电。
2.根据权利要求1所述的一种应用于级联型电力电子变流器的通用控制平台，其特征是背板上设有双路电源自动切换电路，所述电源板为两块，电源板通过双路电源自动切换电路向其它板卡供电。
3.根据权利要求1或2所述的一种应用于级联型电力电子变流器的通用控制平台，其特征是所述的扩展板为开关量输入板、开关量输出板或光纤板。
4.根据权利要求1或2所述的一种应用于级联型电力电子变流器的通用控制平台，其特征是所述的开关量输入板、开关量输出板、光纤板、扩展板在背板上的接插件具有同样的尺寸。
CN2010206482382U 2010-12-09 2010-12-09 一种应用于级联型电力电子变流器的通用控制平台 Expired - Fee Related CN202041823U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010206482382U CN202041823U (zh) 2010-12-09 2010-12-09 一种应用于级联型电力电子变流器的通用控制平台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010206482382U CN202041823U (zh) 2010-12-09 2010-12-09 一种应用于级联型电力电子变流器的通用控制平台

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN202041823U true CN202041823U (zh) 2011-11-16

Family

ID=44969260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010206482382U Expired - Fee Related CN202041823U (zh) 2010-12-09 2010-12-09 一种应用于级联型电力电子变流器的通用控制平台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN202041823U (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102289422A (zh) * 2011-06-28 2011-12-21 北京荣信慧科科技有限公司 基于背板总线与高速串行通讯的多级扩展控制系统
CN102969876A (zh) * 2012-12-01 2013-03-13 哈尔滨九洲电气股份有限公司 一种控制36个功率单元的核心控制板
CN103490695A (zh) * 2013-06-25 2014-01-01 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 一种应用于多相电机调速系统的控制器
CN103675539A (zh) * 2013-11-27 2014-03-26 广州智光电气股份有限公司 一种级联式储能变流器检测平台及其控制方法
CN106371357A (zh) * 2016-08-31 2017-02-01 中国船舶重工集团公司第七〇二研究所 一种基于SoC‑FPGA的多芯片控制器以及大功率变流控制装置
CN109324243A (zh) * 2018-09-06 2019-02-12 上海交通大学 一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102289422A (zh) * 2011-06-28 2011-12-21 北京荣信慧科科技有限公司 基于背板总线与高速串行通讯的多级扩展控制系统
CN102289422B (zh) * 2011-06-28 2014-03-26 北京荣信慧科科技有限公司 基于背板总线与高速串行通讯的多级扩展控制系统
CN102969876A (zh) * 2012-12-01 2013-03-13 哈尔滨九洲电气股份有限公司 一种控制36个功率单元的核心控制板
CN102969876B (zh) * 2012-12-01 2016-09-28 哈尔滨九洲电气股份有限公司 一种控制36个功率单元的核心控制板
CN103490695A (zh) * 2013-06-25 2014-01-01 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 一种应用于多相电机调速系统的控制器
CN103490695B (zh) * 2013-06-25 2016-08-10 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 一种应用于多相电机调速系统的控制器
CN103675539A (zh) * 2013-11-27 2014-03-26 广州智光电气股份有限公司 一种级联式储能变流器检测平台及其控制方法
CN103675539B (zh) * 2013-11-27 2016-06-22 广州智光电气股份有限公司 一种级联式储能变流器检测平台及其控制方法
CN106371357A (zh) * 2016-08-31 2017-02-01 中国船舶重工集团公司第七〇二研究所 一种基于SoC‑FPGA的多芯片控制器以及大功率变流控制装置
CN109324243A (zh) * 2018-09-06 2019-02-12 上海交通大学 一种级联型变流器子模块的工况模拟测试系统及测试方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202041823U (zh) 一种应用于级联型电力电子变流器的通用控制平台
CN102289422B (zh) 基于背板总线与高速串行通讯的多级扩展控制系统
CN205193795U (zh) 一种可扩展的多功能接口系统
CN102243619A (zh) 一种基于fpga实现多路i2c总线端口扩展的方法
CN203480022U (zh) 一种超高速通用雷达信号处理板
CN104865457A (zh) 一种通用检测板卡
CN202142054U (zh) 基于背板总线与高速串行通讯的多级扩展控制系统
CN103838339A (zh) 功率整合模块及电子装置
CN104834620A (zh) 串行外设接口spi总线电路、实现方法以及电子设备
CN205539446U (zh) 一种刚柔板结合的高速波控系统
CN103616935A (zh) 一种嵌入式计算机主板
CN105244065A (zh) 一种基于fpga技术的核电站dcs控制站架构
CN203858630U (zh) Pcie接口切换装置
CN206270872U (zh) 一种控制i2c通信的电路及电子设备
CN117111573A (zh) 一种面向伺服机构的分布式测试系统及方法
CN103941247B (zh) 基于can总线的雷达时序控制系统
CN203366045U (zh) 一种基于can总线的数字量输入输出装置
CN201435514Y (zh) 接口扩展板
RU175051U1 (ru) Процессорный модуль
CN107329417B (zh) 一种微控制器及其输入输出引脚映射电路
CN201378316Y (zh) 通用输入/输出接口扩展电路和具有该电路的移动终端
CN204633059U (zh) USB Type-C连接器模块
CN103559159A (zh) 一种信息处理方法以及电子设备
CN204650202U (zh) 一种利用cpld实现端口扩展的单片机控制系统
CN103853572A (zh) 一种开机的方法及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Nanjing Liye Power Transformer Co., Ltd.

Assignor: Southeast University

Contract record no.: 2015320000096

Denomination of utility model: Universal control platform applied to cascading type power electronic converter

Granted publication date: 20111116

License type: Exclusive License

Record date: 20150330

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20111116

Termination date: 20161209

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee