DSP和CPLD的低壓斷路器智能控制器

2014-03-06 22:52 來源:電子信息網(wǎng) 作者:鈴鐺

0 引言

智能電網(wǎng)的發(fā)展,對低壓電器的智能化提出了較高的要求,目前國內(nèi)使用較多的小型斷路器的智能化穩(wěn)定性不夠,在于其體積較小,將信號采集電路、動作執(zhí)行和智能脫扣器都安裝在本體內(nèi),開關(guān)內(nèi)的強電場產(chǎn)生的電磁干擾和高溫,使得斷路器可靠性降低。本文介紹的智能控制器脫離于斷路器本體,并且能夠連接多個斷路器,實現(xiàn)對多個斷路器的監(jiān)控。

1 控制器的總體結(jié)構(gòu)

群組智能控制器的核心采用DSP TMS320F2812芯片,輔以CPLD EPM3128芯片來實現(xiàn)鍵盤和液晶的時序邏輯,減少擴展芯片帶來的體積問題,外圍電路主要包括信號調(diào)理電路和脫扣控制電路等。為適應(yīng)智能電網(wǎng)的無線通信,在智能控制器中添加GPRS模塊,使得斷路器能夠更好地融入到智能電網(wǎng)中。

2 控制器的硬件設(shè)計

所采集的多個斷路器的電壓、電流等信號,經(jīng)過信號調(diào)理電路進行調(diào)理后送入DSP處理器,經(jīng)過信號的變換、運算和判斷等處理,斷路器有故障時通過脫扣電路實現(xiàn)脫扣。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

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2.1 信號調(diào)理電路模塊設(shè)計

信號調(diào)理模塊的主要功能,一是低通濾波,濾除高頻噪聲;二是信號放大,由于檢測電流范圍較大,為適應(yīng)較大的動態(tài)范圍,提高A/D采樣分辨率,使變換后的數(shù)字信號盡可能準確反映模擬信號的大小,設(shè)計了兩路放大環(huán)節(jié)。一路有較大的放大倍數(shù),放大小電流時的信號;另一路放大倍數(shù)較小,進行大電流時的信號放大。因為A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入范圍有限,為防止大電流信號時產(chǎn)生過高的輸入電壓,對檢測電路和A/D轉(zhuǎn)換器造成損壞,設(shè)計了電平限幅保護電路。

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DSP 斷路器

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