本發(fā)明涉及電源控制領(lǐng)域，涉及一種新型電源控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電源控制系統(tǒng)是供電電路的關(guān)鍵組成部分，它的性能好壞直接影響著供電電路的性能以及實(shí)際效果。為了獲取較高的供電效率，要求電源供電電路能夠根據(jù)供電電源的工況變化，有效地調(diào)節(jié)供電電源的輸出電壓和電流，使供電電路盡可能穩(wěn)定運(yùn)行在較高的電壓、電流狀態(tài)，以獲得較好的供電效果。此外，供電電路一旦發(fā)生故障，需要電源控制系統(tǒng)能夠采取及時(shí)有效的保護(hù)措施，對(duì)閃絡(luò)、拉弧、過流、開路和短路等故障信號(hào)能夠做出快速和準(zhǔn)確的鑒別判斷，并做出有效的處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種解決或部分解決上述問題的一種新型電源控制系統(tǒng)。

為達(dá)到上述技術(shù)方案的效果，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種新型電源控制系統(tǒng)，包含DSP中心控制器、擴(kuò)展閃存器、模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換、觸發(fā)電路、觸發(fā)驅(qū)動(dòng)板、輔助電源、串口通訊電路、人機(jī)交互界面、復(fù)位電路；

DSP中心控制器是新型電源控制系統(tǒng)的中心控制器，用于調(diào)度整個(gè)新型電源控制系統(tǒng)的功能，包含中心處理芯片、電源電路、晶振電路、外擴(kuò)存儲(chǔ)器；

中心處理芯片采用了哈佛總線結(jié)構(gòu)模式，可以外接多個(gè)高速數(shù)據(jù)線以及USB接口，高速數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)并行通訊，具有快速的中斷響應(yīng)和中斷處理能力，兼容C語言、C++語言以及匯編語言，可以通過USB接口將提前編輯好的C語言、C++語言以及匯編語言導(dǎo)入；

統(tǒng)一的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)模式，

電源電路可以提供1.5V、2.5V兩種模擬電壓，用于提供DSP中心控制器的電源，內(nèi)含電源芯片、三級(jí)管，電源芯片上電后，輸出2.5V的模擬電壓，當(dāng)DSP控制器對(duì)電源電路反饋，要求輸出1.8V的模擬電壓，加大電源芯片的電壓，當(dāng)電壓上升至3V時(shí)，三級(jí)管的電壓導(dǎo)通后，輸出低電平控制電源電路輸出2.5V的模擬電壓；

晶振電路用于為DSP中心控制器提供時(shí)鐘信號(hào)，為2.5V電源供電的時(shí)鐘頻率為60MHZ的時(shí)鐘頻率，晶振電路具有倍頻功能，可以將60HZ的時(shí)鐘頻率加倍后輸出180MHZ的時(shí)鐘頻率；

外擴(kuò)存儲(chǔ)器為了存儲(chǔ)DSP中心控制器正在運(yùn)行的數(shù)據(jù)，為高速靜態(tài)RAM，容量為256K×24位，能夠?yàn)镈SP中心控制器提供足夠的存儲(chǔ)空間；

擴(kuò)展閃存器是外擴(kuò)存儲(chǔ)器的輔助存儲(chǔ)器，當(dāng)外擴(kuò)存儲(chǔ)器不夠使用時(shí)，存儲(chǔ)溢出的DSP中心控制器正在運(yùn)行的數(shù)據(jù)；

模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換將電源電流產(chǎn)生的模擬電壓，將其轉(zhuǎn)換成模擬電流，用于實(shí)現(xiàn)模擬電流的采樣，可以實(shí)現(xiàn)16通道同時(shí)的采樣，采樣后的模擬電流經(jīng)過一個(gè)RC濾波電路進(jìn)行傳輸，對(duì)模擬電流傳輸中引入的干擾信號(hào)進(jìn)行濾波處理，同時(shí)，對(duì)濾波處理后的模擬電流進(jìn)行限制，限制高峰干擾，得到處理后的模擬電流；

觸發(fā)電路將晶振電路產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率轉(zhuǎn)換成觸發(fā)脈沖，對(duì)觸發(fā)脈沖進(jìn)行功率放大，得到功率放大后的觸發(fā)脈沖，并隔離后觸發(fā)觸發(fā)電路內(nèi)部包含的可控硅實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通觸發(fā)驅(qū)動(dòng)板；

觸發(fā)驅(qū)動(dòng)板用于供電電源與新型電源控制系統(tǒng)之間的隔離，當(dāng)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)板被導(dǎo)通，供電電源開始供電；

輔助電源為新型電源控制系統(tǒng)的備用電源，為兩節(jié)硅電池，并可以自由取出實(shí)現(xiàn)更換；

復(fù)位電路用于監(jiān)控新型電源控制系統(tǒng)的模擬電壓，當(dāng)模擬電壓不在0到3V之間的范圍內(nèi)，復(fù)位電路產(chǎn)生一個(gè)高電平送入新型電源控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位；

串口通訊電路通過串行通訊實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)與人機(jī)交互界面的連接；人機(jī)交互界面上完成新型電源控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)顯示、參數(shù)查詢與設(shè)置，并且能實(shí)時(shí)地繪制伏安特性曲線，反映故障信號(hào)，同時(shí)還可以讓用戶設(shè)定各種參數(shù)。

本發(fā)明的有益成果是：本發(fā)明應(yīng)用了多個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)電源控制系統(tǒng)的多功能，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)兩種模擬電壓的產(chǎn)生，而且為了保證電源控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行，對(duì)電壓的范圍進(jìn)行限制，并且多個(gè)模塊相互制約、相互保障，功能完全。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種新型電源控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。應(yīng)當(dāng)說明的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明，能實(shí)現(xiàn)同樣功能的產(chǎn)品屬于等同替換和改進(jìn)，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。具體方法如下：

實(shí)施例1：一種新型電源控制系統(tǒng)，包含DSP中心控制器、擴(kuò)展閃存器、模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換、觸發(fā)電路、觸發(fā)驅(qū)動(dòng)板、輔助電源、串口通訊電路、人機(jī)交互界面、復(fù)位電路。

本實(shí)施例中對(duì)新型電源控制系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，將其的硬件電路擴(kuò)展為由主控板、綜合板、觸發(fā)板、最小系統(tǒng)板、通訊板五個(gè)部分組成的電路。具體電路由電壓同步信號(hào)檢測(cè)電路、初級(jí)交流電壓檢測(cè)電路、初級(jí)交流電流檢測(cè)電路、高壓直流輸出電壓檢測(cè)電路、高壓直流輸出電流檢測(cè)電路、火花檢測(cè)電路、光隔串行通訊電路、開關(guān)量隔離輸入電路、開關(guān)量隔離輸出電路、輔助電源電路等組成。

DSP中心控制器為32位定點(diǎn)DSP芯片。該芯片不斷具有強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)處理能力，而且還具有較為完善的事件管理器和嵌入式控制功能，廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制、電力電子技術(shù)應(yīng)用、智能自動(dòng)化儀表等需要大批量數(shù)據(jù)處理的測(cè)控場(chǎng)合。具有靈活的指令集、強(qiáng)大的計(jì)算能力，有以下特點(diǎn)：

①采用高性能CMOS技術(shù)，CPU主頻高達(dá)150MHz，時(shí)鐘周期為6.67ns，提高了控制器的實(shí)時(shí)控制能力。

②采用低功耗設(shè)計(jì)，當(dāng)內(nèi)核電壓為1.8V時(shí)主頻為135MHz，當(dāng)內(nèi)核電壓為1.9V時(shí)主頻為150MHz，I/O口引腳電壓為3.3V。

③高性能的32位中央處理器，采用哈佛總線結(jié)構(gòu)模式，具有快速的中斷響應(yīng)和中斷處理能力，統(tǒng)一的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)模式，兼容C/C++語言以及匯編語言；

④豐富的片內(nèi)存儲(chǔ)空間，DSP中心控制器內(nèi)含有128K×16位的Flash(閃存)，可達(dá)128K×16位的ROM(只讀存儲(chǔ)器)，1K的OTP(一次性可編程)ROM，L0和L1兩塊4K的單存儲(chǔ)RAM，H0一塊8K的SARA，M0和M1兩塊1K的SARAM；

⑤內(nèi)含有兩個(gè)事件管理器、16個(gè)12位AD轉(zhuǎn)換通道、兩個(gè)串行通信接口SCI、串行外圍接口設(shè)備SPI、局域網(wǎng)通信控制器CAN、多通道緩沖串行接口Mc BSP等外設(shè)單元。豐富的外設(shè)資源，可滿足工業(yè)控制的基本要求，大大降低了硬件電路的設(shè)計(jì)難度。

⑥128位安全密鑰，可以保護(hù)Flash/ROM、OTP ROM和L0、L1SARAM，防止系統(tǒng)中軟件程序被修改或讀取。

實(shí)施例2：觸發(fā)電路輸出的觸發(fā)脈沖，經(jīng)過555電路高頻調(diào)制后，輸入到放大電路放大，再經(jīng)過脈沖變壓器隔離輸出到可控硅。該電路與常用觸發(fā)模塊相比有以下優(yōu)點(diǎn)：

①原理簡(jiǎn)單，控制靈活；

②觸發(fā)方式多，既可以用寬脈沖，也可以用雙窄脈沖，還可去掉高頻調(diào)制；

③采用脈沖變壓器進(jìn)行隔離，提高了控制系統(tǒng)的抗干擾能力。

串口通訊電路的功能為，由于電源控制系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境非常惡劣，所以控制系統(tǒng)和操作終端之間一般采用RS485/RS422接口方式進(jìn)行串行通訊。RS485/RS422接口采用差分傳輸方式，可以抑制控制系統(tǒng)和操作終端節(jié)點(diǎn)間會(huì)存在的共模電壓。但是共模電壓一旦超過一定的范圍，就會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)和操作終端之間通訊異常，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀主控芯片，導(dǎo)致靜電除塵器無法正常工作。對(duì)此，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)光耦隔離串行通訊電路模塊，既實(shí)現(xiàn)了操作終端和控制系統(tǒng)之間的串行通訊，同時(shí)又提高了各自系統(tǒng)的抗干擾能力。

電源控制系統(tǒng)的硬件抗干擾設(shè)計(jì)采取了以下的方法：

①抑制干擾源的產(chǎn)生，盡量減小干擾源的du/dt、di/dt。在繼電器兩端并聯(lián)續(xù)流二極管，抑制繼電器線圈斷開時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)干擾；在主電路調(diào)壓可控硅的兩端并聯(lián)RC吸收電路，一方面可抑制外部的干擾對(duì)可控硅的誤操作，另一方面可以減小可控硅產(chǎn)生的噪聲；為電路板上的每一個(gè)IC增加一個(gè)旁路電容，一方面可以旁路掉該芯片的高頻噪聲，減小芯片對(duì)電源的影響，另一方面也可以作為該IC的蓄能電容，起到穩(wěn)壓的作用。

②切斷干擾的傳播途徑。對(duì)于傳導(dǎo)干擾，設(shè)計(jì)中采用光電、電磁隔離來阻擋外界的干擾。控制系統(tǒng)中的開關(guān)量輸入輸出電路、同步信號(hào)檢測(cè)電路、串行通訊電路等電路都采用了光耦隔離，模擬量采樣電路、可控硅觸發(fā)電路等電路采用了電磁隔離。對(duì)于輻射干擾，由于密封的鐵盒可以屏蔽外界電場(chǎng)和磁場(chǎng)，所以在設(shè)計(jì)中采用屏蔽措施。整個(gè)控制系統(tǒng)按照不同的電路模塊化設(shè)計(jì)：DSP最小系統(tǒng)及主控板，信號(hào)取樣及同步信號(hào)檢測(cè)板，可控硅觸發(fā)板。各個(gè)電路模塊都分別設(shè)計(jì)密封的鐵盒，接線時(shí)鐵盒外殼接地，從而保證內(nèi)部電路免受外界的電磁干擾。

③多路電源設(shè)計(jì)，對(duì)控制系統(tǒng)內(nèi)不同性質(zhì)電路獨(dú)自供電，重點(diǎn)保護(hù)主控芯片TMS320F2812。采用抗共模干擾能力強(qiáng)的雙絞線傳輸可控硅觸發(fā)信號(hào)，保證可控硅的觸發(fā)準(zhǔn)確可靠。

④提高靜電除塵三相電源控制系統(tǒng)自身的抗干擾能力。將整個(gè)控制系統(tǒng)中各個(gè)IC的閑置管腳接地；使用電源監(jiān)測(cè)及看門狗電路，同時(shí)激活TMS320F2812內(nèi)部集成的看門狗電路；在制作PCB時(shí)盡量將電源芯片放置在PCB板的邊沿位置，同時(shí)采用散熱片或者開孔進(jìn)行散熱處理，以減少溫度的上升而對(duì)其他器件的影響；TMS320F2812的ADC模擬輸入通道要遠(yuǎn)離數(shù)字信號(hào)通路，ADCL0引腳直接以最短的路徑連接到控制系統(tǒng)的模擬地，以減少AD采樣的增益誤差和偏置誤差。

以上所述僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍。同時(shí)以上說明，對(duì)于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可以理解及實(shí)施，因此其他基于本發(fā)明所揭示內(nèi)容所完成的等同改變，均應(yīng)包含在本權(quán)利要求書的涵蓋范圍內(nèi)。

本發(fā)明的有益成果是：本發(fā)明應(yīng)用了多個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)電源控制系統(tǒng)的多功能，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)兩種模擬電壓的產(chǎn)生，而且為了保證電源控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行，對(duì)電壓的范圍進(jìn)行限制，并且多個(gè)模塊相互制約、相互保障，功能完全。