CN206877081U - 一种大容量岸电变频电源控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大容量岸电变频电源控制器，由主控制电路及外部接口电路组成；所述主控制电路包括两个数字信号处理器及一个逻辑单元控制器；所述数字信号处理器为DSP控制器，所述逻辑单元控制器为FPGA控制器；所述外部接口电路包括通讯接口电路、开入电路、开出电路、采样通道电路、光纤接口电路和外部存储电路。本实用新型与现有技术相比的优点是：该控制器包含丰富的模拟量采集、数字量通道、光纤接口、通讯接口等，同时采用双DSP与FPGA结合的控制架构，提高了控制器的运算及数据处理性能，可以满足功率等级由百千瓦到兆瓦级以上的岸电变频电源的控制需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源控制器，尤其涉及一种大容量岸电变频电源控制器，可满足兆瓦级岸电变频电源的信号采集、输入输出控制等需求，属于港口船舶岸电供电技术领域。
背景技术
近两年来，得益于国家相关政策的推动以及港口、电网等相关方的积极参与，船舶岸电在推广上得以改变以往举步维艰的状况。尤其随着《电力发展“十三五”规划》的发布，在电能替代的内容里也明确提到船舶岸电，业界认为这将提升船舶岸电的关注度，并有望实现船舶岸电的快速发展，不断提高电能占终端能源消费比重，助力节能减排工作的实施。
随着国内港口的快速发展，港口码头停靠船舶的吨位也逐渐增加，所需岸电电源的容量也达到了兆瓦级以上。岸电变频电源作为岸电设备的核心设备，其控制器的性能要求较高，需满足大功率岸电变频电源的并网控制、船侧输出控制、设备保护、状态量采集等功能要求，因此通用变频器的控制器无法满足上述功能的需求，需要设计出专用于岸电变频电源的控制器以满足复杂的功能需求，提高岸电变频电源的输出效果。
实用新型内容
本实用新型是为了解决上述不足，提供了一种大容量岸电变频电源控制器。该控制器包含丰富的模拟量采集、数字量通道、光纤接口、通讯接口等，同时采用双DSP与FPGA结合的控制架构，提高了控制器的运算及数据处理性能，可以满足功率等级由百千瓦到兆瓦级以上的岸电变频电源的控制需求。
本实用新型的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种大容量岸电变频电源控制器，其特征在于：由主控制电路及外部接口电路组成；
所述主控制电路包括两个数字信号处理器及一个逻辑单元控制器；所述数字信号处理器为DSP控制器，所述逻辑单元控制器为FPGA控制器；
所述外部接口电路包括通讯接口电路、开入电路、开出电路、采样通道电路、光纤接口电路和外部存储电路；所述通讯接口电路连接DSP控制器；所述开入电路通过隔离电路连接FPGA控制器；所述开出电路通过输出驱动电路连接FPGA控制器；所述采样通道电路通过外部AD连接FPGA控制器；所述外部存储电路通过外扩RAM连接FPGA控制器。
所述两个DSP控制器的其中一个为实现通讯功能及数据处理的控制器，另一个为实现算法控制功能的控制器。
所述FPGA控制器主要实现对外控制接口的管理，PWM控制信号的处理等。
所述通讯接口电路包括1路液晶通讯的串口通讯，2路外部通讯的RS485接口电路，2路外部通讯CAN接口电路，1路外部通讯以太网接口电路。
所述开入电路包括24路开入接口，所述开出电路包括16路开出接口，所述开出电路与外部采用光耦电路实现与外部的隔离。
所述采样通道电路为16位精度的24路外部AD采样，包括信号调理电路，信号放大电路以及AD转换电路，所述AD转换电路由3个外部AD组成。
所述光纤接口电路包括18路接收光纤及18路发送光纤，用于发出PWM光信号及接收外部功率模块的反馈信号。
本实用新型与现有技术相比的优点是：该控制器包含丰富的模拟量采集、数字量通道、光纤接口、通讯接口等，同时采用双DSP与FPGA结合的控制架构，提高了控制器的运算及数据处理性能，可以满足功率等级由百千瓦到兆瓦级以上的岸电变频电源的控制需求。
附图说明
图1为本实用新型的大容量岸电变频电源控制器框图。
图2为本实用新型基于级联H桥的岸电变频电源拓扑图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型进一步详述。
如图1、图2所示，一种大容量岸电变频电源的控制器，由主控制电路及外部接口电路组成，所述主控制电路包括2个数字信号处理器及1个逻辑单元控制器，所述数字信号处理器为DSP控制器，所述逻辑单元控制器为FPGA控制器，所述外部接口电路包括通讯接口电路、开入电路、开出电路、采样通道电路、光纤接口电路、外部存储电路等。所述通讯接口电路连接DSP控制器；所述开入电路通过隔离电路连接FPGA控制器；所述开出电路通过输出驱动电路连接FPGA控制器；所述采样通道电路通过外部AD连接FPGA控制器；所述外部存储电路通过外扩RAM连接FPGA控制器。
所述2个DSP控制器其中一个为实现通讯功能及数据处理的控制器，一个为实现算法控制功能的控制器。
所述FPGA控制器主要实现对外控制接口的管理，PWM控制信号的处理等。
所述通讯接口电路包括1路液晶通讯的串口电路，2路外部通讯的RS485接口电路，2路外部通讯CAN接口电路，1路外部通讯以太网接口电路。所述液晶通讯的串口电路与显示屏通讯，可显示岸电变频电源的实时状态数据，可通过显示屏设置相关的控制及保护参数。
所述开入电路包括24路开入接口，所述开出电路包括16路开出接口，所述开出电路与外部采用光耦电路实现与外部的隔离。所述开入电路及所述开出电路与外部的开关逻辑电气回路连接，主要包括开关机、急停、复位等按钮，以及继电器、接触器、断路器等开关动作回路，可控制电气回路各个开关动作，控制风机运转及指示灯显示相应状态。
所述采样通道电路为16位精度的24路外部AD采样，包括信号调理电路，信号放大电路以及AD转换电路，所述AD转换电路由3个外部AD组成。所述采样通道电路与外部的模拟量电平转换电气回路连接，该回路主要用于实现将高电压转换为小电压信号，将主回路电流信号转换为小电流信号，并实现对输入模拟量信号的限压限幅，保护主控制器的采样通道电路。
所述光纤接口电路包括18路接收光纤及18路发送光纤，用于发出PWM光信号及接收外部功率模块的反馈信号。所述光纤接口电路与主功率回路的IGBT驱动板连接，该驱动板可接收PWM光纤脉冲信号，驱动IGBT通断，并将IGBT的故障状态通过光纤信号反馈给主控制器。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及实施例内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种大容量岸电变频电源控制器，其特征在于：由主控制电路及外部接口电路组成；
所述主控制电路包括两个数字信号处理器及一个逻辑单元控制器；所述数字信号处理器为DSP控制器，所述逻辑单元控制器为FPGA控制器；
所述外部接口电路包括通讯接口电路、开入电路、开出电路、采样通道电路、光纤接口电路和外部存储电路；所述通讯接口电路连接DSP控制器；所述开入电路通过隔离电路连接FPGA控制器；所述开出电路通过输出驱动电路连接FPGA控制器；所述采样通道电路通过外部AD连接FPGA控制器；所述外部存储电路通过外扩RAM连接FPGA控制器。
2.根据权利要求1所述的一种大容量岸电变频电源控制器，其特征在于：所述通讯接口电路包括1路液晶通讯的串口通讯，2路外部通讯的RS485接口电路，2路外部通讯CAN接口电路，1路外部通讯以太网接口电路。
3.根据权利要求1所述的一种大容量岸电变频电源控制器，其特征在于：所述开入电路包括24路开入接口，所述开出电路包括16路开出接口，所述开出电路与外部采用光耦电路实现与外部的隔离。
4.根据权利要求1所述的一种大容量岸电变频电源控制器，其特征在于：所述采样通道电路为16位精度的24路外部AD采样，包括信号调理电路，信号放大电路以及AD转换电路，所述AD转换电路由3个外部AD组成。
5.根据权利要求1所述的一种大容量岸电变频电源控制器，其特征在于：所述光纤接口电路包括18路接收光纤及18路发送光纤。
Priority Applications (1)
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| CN201720386965.8U CN206877081U (zh) | 2017-04-13 | 2017-04-13 | 一种大容量岸电变频电源控制器 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN108336763A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-07-27 | 澄瑞电力科技（上海）有限公司 | 基于有功无功解耦控制的h桥级联型岸电电源的并联方法 |
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2017
- 2017-04-13 CN CN201720386965.8U patent/CN206877081U/zh active Active
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| CN108336763B (zh) * | 2018-02-08 | 2021-01-15 | 澄瑞电力科技（上海）有限公司 | 基于有功无功解耦控制的h桥级联型岸电电源的并联方法 |
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