CN219609852U - 一种dsp实验平台组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种DSP实验平台组件，包括壳体和设于其内部的多个DSP控制器，壳体顶面设为接口面板，其集合有与各个DSP控制器分别连接的PWM控制信号接口、模拟信号采样接口、拓展电流传感器接口、编码器接口、PC通讯接口、dSPACE采样接口和dSPACE控制接口。该DSP实验平台组件通过将执行系统和控制系统分开，并将DSP控制器的大部分可用接口引出，从而易于维护和更换，并且提高可拓展性和易用性。

Description

一种DSP实验平台组件

技术领域

本实用新型涉及一种DSP实验平台组件，该实验平台是一种涉及电学实验的教育用具。

背景技术

电力电子实验是理工科在校大学生的重要实验课程之一。该实验依赖于实验室完成的电力电子实验平台。目前，在教学过程中常用的电力电子实验平台一般为集成式，即将设备的控制系统和执行系统都集成在一起。控制系统主要包括DSP控制芯片，信号输入输出的隔离及调理电路。执行系统主要包括IGBT驱动器、IGBT驱动电路、前置电源、电感、安全保护器件等。当前的一体式实验平台，由于执行系统相比于控制系统的故障率高，一旦执行系统出现问题，设备就难以使用，而且维修时间长。而且，作为实验平台，一体式实验平台的扩展能力较低，在需要做一些更新的实验时，若原实验平台无此功能则只能从新购买整套新设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种DSP实验平台组件，通过将执行系统和控制系统分开，并将DSP控制器的大部分可用接口引出，从而易于维护和更换，并且提高可拓展性和易用性。

为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种DSP实验平台组件，包括壳体和设于其内部的多个DSP控制器，所述壳体的顶面设为接口面板。该接口面板上集合有均与各个所述DSP控制器连接的PWM控制信号接口、模拟信号采样接口、拓展电流传感器接口、编码器接口、PC通讯接口、dSPACE采样接口和dSPACE控制接口。其中，所述DSP控制器通过引出PWM信号和IO报警信号连接至所述PWM控制信号接口，还通过ADC模块连接至所述模拟信号采样接口和拓展电流传感器接口；所述PWM控制信号接口和模拟信号采样接口用于连接至实验平台的执行系统，所述拓展电流传感器接口用于连接至外部的钳形电流表，所述编码器接口用于连接至带编码器的实验电机，所述PC通讯接口用于连接至PC端，所述dSPACE采样接口和dSPACE控制接口用于连接至dSPACE设备。

在至少一个实施例中，所述PC通讯接口包括设置于所述壳体的USB扩展坞，所述USB扩展坞上插接有数据采集卡和RS485通讯模块，所述数据采集卡用于采集所述DSP控制器的上行数据，所述RS485通讯模块和所述DSP控制器的RS485通讯端挂载在同一总线上，用于通过PC端给所述DSP控制器下发信号。

在至少一个实施例中，所述DSP控制器设有4个，所述USB扩展坞为4口USB扩展坞，所述数据采集卡为双通道数据采集卡，所述USB扩展坞连接两个所述数据采集卡和两个所述RS485通讯模块，所述两个数据采集卡共4个采集通道，分别用于采集4个所述DSP控制器的上行数据。

相比于现有技术，本实用新型至少取得如下有益效果：1、该DSP实验平台组件将实验平台的控制系统和执行系统合理分离，并且主要集成了控制系统，使其达到模块化效果，让故障率高的执行系统不影响控制系统的运行，易于维护和更换；2、该DSP实验平台组件将DSP控制器的大部分可用接口引出，并集成于同一个面板上，并且以不同的接口形式用于外连，提高了可拓展性和易用性，增加了设备的抗干扰性。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例的方式来描述本实用新型的一个或多个实施例，附图中：

图1为本实用新型实施例的线路框图；

图2为本实用新型实施例的俯视图；

图3为本实用新型实施例的立体图；

图4为本实用新型实施例的侧视图；

图5为本实用新型实施例的内部视图。

图中标号为：1、壳体；2、接口面板；3、DSP控制器；4、PWM控制信号接口；5、模拟信号采样接口；6、拓展电流传感器接口；7、编码器接口；8、下载接口；9、PC通讯接口；10、dSPACE采样接口；11、dSPACE控制接口；12、电源接口。

具体实施方式

下文将参照附图中的示例性实施例来详细地描述本实用新型。但应当知道的是，本实用新型可通过多种不同的形式来实现，而不应该被理解为限制于本文所阐述的实施例。在此提供这些实施例旨在使得本实用新型的公开内容更为完整，并将本实用新型的构思完全传递给本领域技术人员。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

针对现有技术中的一体式实验平台容易出现故障并且不易拓展的弊端，发明人经过仔细分析后认为，出现这些弊端的主要原因为：一、一体式实验平台一般同时集合了执行系统和控制系统，执行系统的故障率相对更高，影响到了控制系统及整个平台的运行；二、由于同时集成了执行系统和控制系统，控制系统的DSP控制器的接口已经被固化，难以进行拓展。故而，发明人主要从两方面进行技术改进：一是将执行系统和控制系统分离，本申请的产品只保留有控制系统；二是将DSP控制器的可用接口尽量外引并集成于设备的表面，以利于外接执行系统、各种仪表和设备。具体的改进方案如下所示：

如图1～5所示，本实施例的DSP实验平台组件，包括壳体1和设于其内部的多个DSP控制器3，壳体1的顶面设为接口面板2。该接口面板2上集合有均与各个DSP控制器3分别连接的PWM控制信号接口4、模拟信号采样接口5、拓展电流传感器接口6、编码器接口7、PC通讯接口9、dSPACE采样接口10和dSPACE控制接口11。其中，DSP控制器3通过引出PWM信号和IO报警信号连接至PWM控制信号接口4，并且通过ADC模块(DSP控制器一般都集成有ADC模块)连接至模拟信号采样接口5和拓展电流传感器接口6。PWM控制信号接口4和模拟信号采样接口5用于连接至实验平台的执行系统，拓展电流传感器接口6用于连接至外部的钳形电流表，编码器接口7用于连接至带编码器的实验电机，PC通讯接口9用于连接至PC端，dSPACE采样接口10和dSPACE控制接口11用于连接至dSPACE设备。

在一个可选的实施例中，接口面板2上还集合有与DSP控制器3连接的下载接口8；下载接口8为JTAG接口。下载接口8可用于烧写FLASH、调试程序等，以保证系统的正常运行。

在一个可选的实施例中，壳体1的侧面还设有电源接口12。电源接口12的可外接电源为AC220V。电源接口12通过外接交流电用于给内部的元件进行供电。壳体1内部还可设有电源电路，用于将220V交流电转换成更低压的直流电。

在一个可选的实施例中，PC通讯接口9包括设置于壳体1的USB扩展坞，USB扩展坞上插接有数据采集卡和RS485通讯模块，数据采集卡用于采集DSP控制器3的上行数据，RS485通讯模块和DSP控制器3的RS485通讯端挂载在同一总线上，用于通过PC端给DSP控制器3下发信号。

具体地，DSP控制器3设有4个，USB扩展坞为4口USB扩展坞，数据采集卡为双通道数据采集卡，USB扩展坞连接两个数据采集卡和两个RS485通讯模块，两个数据采集卡共4个采集通道，分别用于采集4个DSP控制器3的上行数据。更具体地，每个DSP控制器3分别引出7路PWM信号和3路IO报警信号到PWM控制信号接口4，引出6路ADC信号至模拟信号采样接口5，引出3路ADC信号到扩展电流传感器接口6。

本实用新型所包含的各种元件均为本领域中的常规元器件，例如DSP控制器可选用德州仪器的28335、28379系列DSP芯片。本DSP实验平台组件在使用时，可以选择dSPACE或者DSP芯片的其中一种作为控制器，

当用户使用DSP芯片(如DSP28335)作为控制器时，dSPACE的采集接口10和控制接口11都不需要连接。将PWM控制信号接口4连接到执行设备的功率驱动机构，将模拟信号采样接口5连接到执行设备的信号采集模块。若所做实验为电机实验，则将电机的编码器连接到编码器接口7。将PC通讯接口9和下载接口8连接到电脑。从电脑上将相关实验的历程代码下载至内部的DSP控制器3中，通过电脑配备的上位机软件即可开始控制实验平台运行完成实验，并在上位机中观察实验过程数据。

在用户使用dSPACE作为控制器时，需要将dSPACE的采集接口10和控制接口11连接到dSPACE，并且通过电脑对DSP控制器3烧写对应程序，使其PWM输出功能关闭。将PWM控制信号接口4连接到执行设备的功率驱动机构，将模拟信号采样接口5连接到执行设备的信号采集模块。若所做实验为电机实验，则将电机的编码器连接到编码器接口7。完成连接后可使用dSPACE控制实验平台完成实验。

应当理解的是，所有以上的实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本实用新型的构思下，对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形，都应在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种DSP实验平台组件，包括壳体(1)和设于其内部的多个DSP控制器(3)，其特征在于：所述壳体(1)的顶面设为接口面板(2)，该接口面板(2)上集合有均与各个所述DSP控制器(3)连接的PWM控制信号接口(4)、模拟信号采样接口(5)、拓展电流传感器接口(6)、编码器接口(7)、PC通讯接口(9)、dSPACE采样接口(10)和dSPACE控制接口(11)；其中，所述DSP控制器(3)通过引出PWM信号和IO报警信号连接至所述PWM控制信号接口(4)，还通过ADC模块连接至所述模拟信号采样接口(5)和拓展电流传感器接口(6)，所述PWM控制信号接口(4)和模拟信号采样接口(5)用于连接至实验平台的执行系统，所述拓展电流传感器接口(6)用于连接至外部的钳形电流表，所述编码器接口(7)用于连接至带编码器的实验电机，所述PC通讯接口(9)用于连接至PC端，所述dSPACE采样接口(10)和dSPACE控制接口(11)用于连接至dSPACE设备。

2.根据权利要求1所述的DSP实验平台组件，其特征在于：所述PC通讯接口(9)包括设置于所述壳体(1)内的USB扩展坞，所述USB扩展坞上插接有数据采集卡和RS485通讯模块，所述数据采集卡用于采集所述DSP控制器(3)的上行数据，所述RS485通讯模块和所述DSP控制器(3)的RS485通讯端挂载在同一总线上，用于通过PC端给所述DSP控制器(3)下发信号。

3.根据权利要求2所述的DSP实验平台组件，其特征在于：所述DSP控制器(3)设有4个，所述USB扩展坞为4口USB扩展坞，所述数据采集卡为双通道数据采集卡，所述USB扩展坞连接两个所述数据采集卡和两个所述RS485通讯模块，所述两个数据采集卡共4个采集通道，分别用于采集4个所述DSP控制器(3)的上行数据。

4.根据权利要求1所述的DSP实验平台组件，其特征在于：所述接口面板(2)上还集合有与所述DSP控制器(3)连接的下载接口(8)。

5.根据权利要求4所述的DSP实验平台组件，其特征在于：所述下载接口(8)为JTAG接口。

6.根据权利要求1所述的DSP实验平台组件，其特征在于：所述壳体(1)的侧面还设有电源接口(12)。

7.根据权利要求6所述的DSP实验平台组件，其特征在于：所述电源接口(12)的可外接电源为AC220V。