CN204578380U - 一种用于通用逆变器装置的控制系统电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于通用逆变器装置的控制系统电路板，该电路板采用子母板结构，包括核心控制子板和外围电路母板，核心控制子板通过插针与外围电路母板进行连接，并便于拆卸、扩展升级和维护保养；控制系统电路板接口丰富且标准化，能够兼容采用两电平或者三电平拓扑结构的通用逆变器装置；电路母板输入电源单一，内部转换合理，便于电路板的应用和外围设计；本实用新型的特点是兼容性和可扩展性强，外围电路功能完整，结构灵活，综合成本低，有利于产品模块化和通用化。

Description

一种用于通用逆变器装置的控制系统电路板

技术领域

本实用新型涉及逆变器，具体涉及一种用于通用逆变器装置的控制系统电路板，适用于智能电网通用逆变器装置领域。

背景技术

近年来我国电力工业发展迅猛，伴随大量非线性及冲击负荷接入电网，引起了日益严峻的电能质量问题。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。另一方面，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，应用范围也越发广泛。各种电力电子变换器对控制平台的要求既存在共性，也有差异。如果为不同的变换器分别开发专用控制平台，则耗时长，成本高。而开发电力电子变换器通用控制平台则相对效率高，成本低，而且有利于软件的模块化和通用化。

实用新型内容

基于现有技术存在的问题，本实用新型提供一种用于通用逆变器装置的控制系统电路板，通过核心控制子板和外围电路母板的相互配合，实现对通用逆变器装置的算法、系统控制。

本实用新型为达到上述目的采用的技术方案为：一种用于通用逆变器装置的控制系统电路板，包括：

核心控制子板，包括主控系统模块、片外高精度ADC模块、DAC模块、拨码开关模块、子板电源模块、电平转换模块、LED指示模块、片外存储模块，所述片外高精度ADC模块、DAC模块、拨码开关模块、子板电源模块、电平转换模块、LED指示模块、片外存储模块均连接所述主控系统模块；

外围电路母板，包括电源接口、母板电源模块、D/A调理输出模块、负载电流采样调理模块、直流电压采样调理模块、交流电压采样调理模块、桥臂电流采样调理模块、温度采样调理模块、电压过零检测模块、硬件保护模块、DI模块、DO模块、上位机通讯模块、光纤接口模块，所述直流电压采样调理模块、交流电压采样调理模块、桥臂电流采样调理模块、负载电流采样调理模块、温度采样调理模块、电压过零检测模块、硬件保护模块连接所述主控系统模块、片外高精度ADC模块和所述电平转换模块，所述DI模块、DO模块、上位机通讯模块和光纤接口模块连接所述电平转换模块，所述母板电源模块、D/A调理输出模块连接所述子板电源模块和DAC模块，所述电源接口连接所述母板电源模块。

进一步地，所述核心控制子板各模块与和所述外围电路母板各模块之间通过插针连接。

进一步地，所述电源接口的输入电压范围为9-36VDC。

本实用新型的工作原理为：外围电路母板采集电压、电流、温度信号，经过调理滤波后分别送入核心控制子板片外高精度ADC模块和主控系统模块片内ADC，进行AD数据转换，最后信号传输给DSP进行处理；主控系统模块采用若干DSP+FPGA结构，其中DSP负责算法和控制，FPGA负责逻辑和时序控制。

本实用新型的有益效果是：电路板结构组合灵活，控制系统兼容性强，适用于通用逆变器装置；采用光纤接口使得装置运行稳定可靠，抗干扰性强；外围电路接线方便，后期维护简单；研发效率高，成本低，有利于产品模块化和通用化。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构模块化示意图。

具体实施方式：

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围构成限定。

参见附图1，本实用新型提出了一种用于通用逆变器装置的控制系统电路板，该电路板采用子母板结构，包括核心控制子板和外围电路母板，核心控制子板通过插针与外围电路母板进行连接，并可进行拆卸。核心控制子板上设置有主控系统模块、片外高精度ADC模块、DAC模块、拨码开关模块、子板电源模块、电平转换模块、LED指示模块、片外存储模块，其中主控系统模块采用若干DSP+FPGA结构，DSP负责算法和控制，FPGA负责逻辑和时序控制，其中片外高精度ADC模块用于把模拟信号转换成数字信号，其中DAC模块用于把数字信号转换成模拟信号，其中拨码开关模块包括启动模式选择拨码开关和地址选择拨码开关，其中子板电源模块包含多路LDO电源芯片以及电源监测芯片，LDO电源芯片用于产生5V，3.3V，1.8V，1.2V电源电压，其中电平转换模块用于主控系统模块3.3V与外围电路5V之间双向电平转换，其中LED指示模块用于电源电压指示和系统控制信号指示，其中片外存储模块采用EEPROM或RAM用于数据外部存储；外围电路母板上设置有电源接口、母板电源模块、D/A调理输出模块、负载电流采样调理模块、直流电压采样调理模块、交流电压采样调理模块、桥臂电流采样调理模块、温度采样调理模块、电压过零检测模块、硬件保护模块、DI模块、DO模块、上位机通讯模块、光纤接口模块，其中电源接口由单一外部电源供电，输入电压范围为9～36VDC，其中母板电源模块用于进行DC/DC电压转换，其中D/A调理输出模块用于调理DAC输出模拟信号，其中负载电流采样调理模块用于接收来自负载侧电流传感器信号，并进行调理后送入片外高精度ADC模块，其中直流电压采样调理模块用于接收来自直流电容侧电压传感器信号，并进行调理后送入片内ADC，其中交流电压采样调理模块用于接收来自电网电压传感器信号，并进行调理后送入片内ADC，其中桥臂电流采样调理模块用于接收来自IGBT桥臂电流传感器信号，并进行调理后送入片外高精度ADC模块，其中温度采样调理模块用于接收来自IGBT内部热敏电阻信号，并进行调理后送入片内ADC，其中电压过零检测模块用于检测电网电压过零点信号，并进行调理后送入FPGA，其中硬件保护模块用于监测电网电压、直流电压、桥臂电流，当逆变器装置过压或过流时，产生保护触发信号并送入FPGA，其中DI模块用于接收开关数字输入信号，并进行隔离后送入FPGA，其中DO模块用于发送来自FPGA信号，并进行隔离后输出控制各类开关线圈，其中上位机通讯模块用于控制系统电路板跟上位机进行通讯，采用RS485或CAN总线通讯方式，其中光纤接口模块用于传输PWM信号、IGBT过流信号、主机从机通讯信号，光纤接口模块包含若干组AVAGO公司HFBR系列光纤收发接头。

本控制系统电路板兼容采用两电平或者三电平拓扑结构的通用逆变器装置，使得研发成本降低，效率提高，周期缩短。

其中，光纤接口模块用于传输PWM信号、IGBT过流信号、主机从机通讯信号；光纤接口模块包含若干组AVAGO公司HFBR系列光纤收发接头；光纤接口具有抗干扰、安全隔离、传输距离长等特点，从而使得逆变器装置运行更加稳定。

其中，电源接口采用单一外部电源供电，输入电压范围为9-36VDC，有效减少了外部供电电源种类，节省空间以及降低成本。

其中，所述插针设计有防插错功能，并可便于拆卸、模块升级和后期维护。

以上实施方式仅用于进一步描述本实用新型的实际工作原理及具体应用过程，并不对本实用新型作任何限制，本领域普通技术人员在不脱离本实用新型实质方案的基础上做的变形和润饰，均应视为在本发明的保护范围以内。

Claims (3)

1.一种用于通用逆变器装置的控制系统电路板，其特征在于，包括：

核心控制子板，包括主控系统模块、片外高精度ADC模块、DAC模块、拨码开关模块、子板电源模块、电平转换模块、LED指示模块、片外存储模块，所述片外高精度ADC模块、DAC模块、拨码开关模块、子板电源模块、电平转换模块、LED指示模块、片外存储模块均连接所述主控系统模块；

外围电路母板，包括电源接口、母板电源模块、D/A调理输出模块、负载电流采样调理模块、直流电压采样调理模块、交流电压采样调理模块、桥臂电流采样调理模块、温度采样调理模块、电压过零检测模块、硬件保护模块、DI模块、DO模块、上位机通讯模块、光纤接口模块，所述直流电压采样调理模块、交流电压采样调理模块、桥臂电流采样调理模块、负载电流采样调理模块、温度采样调理模块、电压过零检测模块、硬件保护模块连接所述主控系统模块、片外高精度ADC模块和所述电平转换模块，所述DI模块、DO模块、上位机通讯模块和光纤接口模块连接所述电平转换模块，所述母板电源模块、D/A调理输出模块连接所述子板电源模块和DAC模块，所述电源接口连接所述母板电源模块。

2.根据权利要求1所述一种用于通用逆变器装置的控制系统电路板，其特征在于，所述核心控制子板各模块与和所述外围电路母板各模块之间通过插针连接。

3.根据权利要求1或2所述一种用于通用逆变器装置的控制系统电路板，其特征在于：所述电源接口的输入电压范围为9-36VDC。