專利名稱：雙核雙工同步控制交流發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電源供電裝置，具體地說，是一種通用發(fā)電機(jī)的雙核雙工 同步控制交流發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
通用發(fā)電機(jī)主要用于停電情況下，或是沒有電源的環(huán)境，為用電設(shè)備供電， 通機(jī)內(nèi)安裝有發(fā)電機(jī)，傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)包括電機(jī)主繞組、電橋、逆變電路、濾波電 路、直流電壓采集器、電壓檢測器、電流檢測器和中央控制器，其中主繞組輸 出三相交流電給所述電橋，經(jīng)電橋整形為直流電后輸出給逆變電路，由逆變電 路對直流電轉(zhuǎn)換為交變脈沖電流，由濾波電路將交變脈沖電流轉(zhuǎn)換為交流電輸
出；直流電壓采集器采集電橋的直流電信值并發(fā)送給中央控制器；電壓檢測器 檢測濾波電路輸出的交流電壓值并發(fā)送給中央控制器；電流檢測器檢測濾波電 路輸出的交流電流值并發(fā)送給所述中央控制器；中央控制器需要對大量的數(shù)據(jù) 進(jìn)行判斷、識別和處理，同時(shí)，又要考慮低成本的情況下，往往采用單片機(jī)作 為中央控制器，因此，中央控制器的工作效率受單片機(jī)的限制，無法完成大型 數(shù)據(jù)的處理，限制了發(fā)電機(jī)的工作效率和工作頻率。
現(xiàn)有交流發(fā)電機(jī)的缺點(diǎn)是中央控制器的工作頻率低，無法完成大型數(shù)據(jù) 的處理，限制了發(fā)電機(jī)的工作效率和工作頻率。 實(shí)用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種雙核雙工同步 控制交流發(fā)電機(jī)，它能提高中央控制器的工作頻率，在低成本的條件下實(shí)現(xiàn)大 型數(shù)據(jù)的處理，提高發(fā)電機(jī)的工作效率和工作頻率。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 一種雙核雙工同步控制交 流發(fā)電機(jī)，由電機(jī)主繞組、電橋、逆變電路、濾波電路、直流電壓采集器、電 壓檢測器、電流檢測器和中央控制器組成，其中主繞組輸出三相交流電給所述 電橋，經(jīng)電橋整形為直流電后輸出給逆變電路，由逆變電路對直流電轉(zhuǎn)換為交 變脈沖電流，由濾波電路將交變脈沖電流轉(zhuǎn)換為交流電輸出；所述直流電壓采集器采集所述電橋整形后直流電信號，并發(fā)送給所述中 央控制器；所述電壓檢測器檢測所述濾波電路輸出的交流電電壓信號，并發(fā)送給所 述中央控制器；所述電流檢測器檢測所述濾波電路輸出的交流電電流信號，并發(fā)送給所 述中央控制器；其關(guān)鍵在于所述中央控制器由第一主芯片和第二主芯片組成，其中第一主芯片的數(shù)據(jù)輸出端SD0和第二主芯片的數(shù)據(jù)輸入端SDI連接，第一主芯片的 數(shù)據(jù)輸入端SDI和第二主芯片的數(shù)據(jù)輸出端SD0連接，二者的時(shí)鐘端SCK相互 連接，片選端豆相互連接；所述第一主芯片設(shè)置有直流采集端RA1與所述直流電壓采集器的輸出端連 接，接收直流電壓采集器輸出的采樣信號；所述第二主芯片設(shè)置有電壓檢測端RB5與所述電壓檢測器的輸出端連接， 獲取電壓檢測值；所述第二主芯片設(shè)置有電流檢測端RB3與所述電流檢測器的 輸出端連接，獲取電流檢測值；所述第二主芯片還并列設(shè)置有二路逆變控制端 PIA、 PIB與所述逆變電路的控制端連接，控制逆變電路的脈沖波形。第一主芯片和第二主芯片分別工作，第一主芯片與第二主芯片的通訊采用
SPI全雙工同步串行總線，SPI (Serial Peripheral Interface)是一種串行 同步通訊協(xié)議，由一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備組成，主設(shè)備啟動一個(gè)與從 設(shè)備的同步通訊，從而完成數(shù)據(jù)的交換。SPI接口由SDI (串行數(shù)據(jù)輸入)，SDO (串行數(shù)據(jù)輸出)，SCK (串行移位時(shí)鐘)，CS (從使能信號)四種信號構(gòu)成， CS決定了唯一的與主設(shè)備通信的從設(shè)備，如沒有CS信號，則只能存在一個(gè)從 設(shè)備，主設(shè)備通過產(chǎn)生移位時(shí)鐘來發(fā)起通訊。通訊時(shí)，數(shù)據(jù)由SDO輸出，SDI輸 入，數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的上升或下降沿由SD0輸出，在緊接著的下降或上升沿由SDI讀 入，這樣經(jīng)過8/16次時(shí)鐘的改變，完成8/16位數(shù)據(jù)的傳輸。
雙核同步工作，并對工作任務(wù)實(shí)行分工處理，只增加一塊單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)了 在低成本的條件下，對大型數(shù)據(jù)的處理，提高發(fā)電機(jī)的工作效率和工作頻率。
第一主芯片還設(shè)置顯示輸出端，該顯示輸出端串限流電阻后連接第一光耦 的陰極輸入端，該第一光耦的陽極輸入端接高電平，所述第一光耦的陰極輸入 端和陽極輸入端之間連接有分壓電阻，所述第一光耦的發(fā)射極輸出端接地，集 電極輸出端串上拉電阻接高電平，該集電極輸出端輸出驅(qū)動信號給顯示模塊的 輸入端；
所述顯示模塊的輸出端串限流電阻后連接第二光耦的陰極輸入端，該第二 光耦的陽極輸入端接高電平，所述第二光耦的陰極輸入端和陽極輸入端之間連 接有分壓電阻，所述第二光耦的發(fā)射極輸出端接地，集電極輸出端串上拉電阻 接高電平，該集電極輸出端輸出信號給所述第一主芯片的輸入端。
通過光耦隔離，確保第一主芯片與顯示模塊之間的數(shù)據(jù)交換，同時(shí)，保護(hù) 第一主芯片不會被顯示模塊的大電流反向沖擊。有益效果采用兩片單片機(jī)來控制，它們之間采用ISP同步通訊聯(lián)系起來， 軟件采用互鎖加密方式，不易被仿制，有利于保護(hù)開發(fā)者的利益。提高中央控 制器的工作頻率，合理分配運(yùn)算資源，在低成本的條件下實(shí)現(xiàn)大型數(shù)據(jù)的處理， 提高發(fā)電機(jī)的工作效率和工作頻率，改善了正弦波形的的畸變率。還可以擴(kuò)展 更多的控制功能，如輸出電壓、頻率、功率、溫度、累計(jì)時(shí)間，故障信息顯 示在LCD顯示屏上，還可以對發(fā)電機(jī)進(jìn)行遙控開、關(guān)機(jī)；定時(shí)開、關(guān)機(jī)控制等。

圖1為交流發(fā)電機(jī)的原理框圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖3為第一主芯片和第二主芯片的電路原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明
如圖1所示， 一種雙核雙工同步控制交流發(fā)電機(jī)，由電機(jī)主繞組l、電橋2、
逆變電路3、濾波電路4、直流電壓采集器5、電壓檢測器6、電流檢測器7和 中央控制器組成，其中主繞組1輸出三相交流電給所述電橋2，經(jīng)電橋2整形為 直流電后輸出給逆變電路3，由逆變電路3對直流電轉(zhuǎn)換為交變脈沖電流，由濾 波電路4將交變脈沖電流轉(zhuǎn)換為交流電輸出；
所述直流電壓采集器5:采集所述電橋2整形后直流電信號，并發(fā)送給所述 中央控制器；
所述電壓檢測器6:檢測所述濾波電路4輸出的交流電電壓信號，并發(fā)送給 所述中央控制器；
所述電流檢測器7:檢測所述濾波電路4輸出的交流電電流信號，并發(fā)送給 所述中央控制器；如圖2所示，所述中央控制器由第一主芯片MCU1和第二主芯片MCU2組成， 其中第一主芯片MCU1的數(shù)據(jù)輸出端SD0和第二主芯片MCU2的數(shù)據(jù)輸入端SDI 連接，第一主芯片MCU1的數(shù)據(jù)輸入端SDI和第二主芯片MCU2的數(shù)據(jù)輸出端SD0
連接，二者的時(shí)鐘端scK相互連接，片選端:^相互連接；
第一主芯片MCU1和第二主芯片MCU2都采用PIC16F882/3單片機(jī)。 所述第一主芯片MCU1設(shè)置有直流采集端RA1與所述直流電壓采集器5的輸 出端連接，接收直流電壓采集器5輸出的采樣信號；
所述第二主芯片MCU2設(shè)置有電壓檢測端RB5與所述電壓檢測器6的輸出端 連接，獲取電壓檢測值；所述第二主芯片MCU2設(shè)置有電流檢測端RB3與所述電 流檢測器7的輸出端連接，獲取電流檢測值；所述第二主芯片MCU2還并列設(shè)置 有二路逆變控制端PIA、 PIB與所述逆變電路3的控制端連接，控制逆變電路3 的脈沖波形。
第一主芯片和第二主芯片分別工作，第一主芯片與第二主芯片的通訊采用 SPI全雙工同步串行總線，SPI (Serial Peripheral Interface)是一種串行 同步通訊協(xié)議，由一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備組成，主設(shè)備啟動一個(gè)與從 設(shè)備的同步通訊，從而完成數(shù)據(jù)的交換。SPI接口由SDI (串行數(shù)據(jù)輸入)，SDO
(串行數(shù)據(jù)輸出)，SCK (串行移位時(shí)鐘)，CS (從使能信號)四種信號構(gòu)成， CS決定了唯一的與主設(shè)備通信的從設(shè)備，如沒有CS信號，則只能存在一個(gè)從 設(shè)備，主設(shè)備通過產(chǎn)生移位時(shí)鐘來發(fā)起通訊。通訊時(shí)，數(shù)據(jù)由SD0輸出，SDI輸 入，數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的上升或下降沿由SD0輸出，在緊接著的下降或上升沿由SDI讀 入，這樣經(jīng)過8/16次時(shí)鐘的改變，完成8/16位數(shù)據(jù)的傳輸。
雙核同步工作，并對工作任務(wù)實(shí)行分工處理，只增加一塊單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)了 在低成本的條件下，對大型數(shù)據(jù)的處理，提高發(fā)電機(jī)的工作效率和工作頻率。第一主芯片MCU1還設(shè)置顯示輸出端TX，該顯示輸出端TX串限流電阻后連 接第一光耦U1的陰極輸入端，該第一光耦U1的陽極輸入端接高電平，所述第 一光耦Ul的陰極輸入端和陽極輸入端之間連接有分壓電阻，所述第一光耦Ul 的發(fā)射極輸出端接地，集電極輸出端串上拉電阻接高電平，該集電極輸出端輸 出驅(qū)動信號給顯示模塊8的輸入端；
所述顯示模塊8的輸出端串限流電阻后連接第二光耦U2的陰極輸入端，該 第二光耦U2的陽極輸入端接高電平，所述第二光耦U2的陰極輸入端和陽極輸 入端之間連接有分壓電阻，所述第二光耦U2的發(fā)射極輸出端接地，集電極輸出 端串上拉電阻接高電平，該集電極輸出端輸出信號給所述第一主芯片MCU1的輸 入端RX。
通過光耦隔離，確保第一主芯片MCU1與顯示模塊8之間的數(shù)據(jù)交換，同時(shí)， 保護(hù)第一主芯片MCU1不會被顯示模塊8的大電流反向沖擊。 其工作原理是
在SPI傳輸中，數(shù)據(jù)是同步進(jìn)行發(fā)送和接收的。數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)鐘基于來自 主處理器的時(shí)鐘脈沖，廠家沒有定義任何通用SPI的時(shí)鐘規(guī)范。然而，最常用 的時(shí)鐘設(shè)置基于時(shí)鐘極性(CPOL)和時(shí)鐘相位(CPHA)兩個(gè)參數(shù)，CPOL定義SPI串 行時(shí)鐘的活動狀態(tài)，而CPHA定義相對于SO-數(shù)據(jù)位的時(shí)鐘相位。CP0L和CPHA 的設(shè)置決定了數(shù)據(jù)取樣的時(shí)鐘沿。
數(shù)據(jù)方向和通信速度
SPI傳輸串行數(shù)據(jù)時(shí)首先傳輸最高位。波特率可以高達(dá)5Mbps,具體速度大 小取決于SPI硬件。例如，Xicor公司的SPI串行器件傳輸速度能達(dá)到5MHz。 SPI總線接口及時(shí)序
SPI總線包括1根串行同步時(shí)鐘信號線以及2根數(shù)據(jù)線。SPI模塊為了和外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，根據(jù)外設(shè)工作要求，其輸出串行同步時(shí)鐘極性和相位可以進(jìn)行配置，時(shí)鐘極性CPOL對傳輸協(xié)議沒有重大的影響。如果 CPOL=0，串行同步時(shí)鐘的空閑狀態(tài)為低電平；如果CP0L=1，串行同步時(shí)鐘的空 閑狀態(tài)為高電平。時(shí)鐘相位CPHA能夠配置用于選擇兩種不同的傳輸協(xié)議之一進(jìn) 行數(shù)據(jù)傳輸。如果CPHA=0，在串行同步時(shí)鐘的第一個(gè)跳變沿上升或下降數(shù)據(jù)被 采樣；如果CPHA=1，在串行同步時(shí)鐘的第二個(gè)跳變沿上升或下降數(shù)據(jù)被采樣。 SPI主模塊和與之通信的外設(shè)音時(shí)鐘相位和極性應(yīng)該一致。第一主芯片MCU1和第二主芯片MCU2分別工作，第一主芯片MCU1與第二主 芯片MCU2的通訊采用SPI全雙工同步串行總線，提高了中央控制器工作效率， 也擴(kuò)展了中央控制器的工作空間和工作范圍。
權(quán)利要求1、一種雙核雙工同步控制交流發(fā)電機(jī)，由電機(jī)主繞組(1)、電橋(2)、逆變電路(3)、濾波電路(4)、直流電壓采集器(5)、電壓檢測器(6)、電流檢測器(7)和中央控制器組成，其中主繞組(1)輸出三相交流電給所述電橋(2)，經(jīng)電橋(2)整形為直流電后輸出給逆變電路(3)，由逆變電路(3)對直流電轉(zhuǎn)換為交變脈沖電流，由濾波電路(4)將交變脈沖電流轉(zhuǎn)換為交流電輸出；所述直流電壓采集器(5)采集所述電橋(2)整形后直流電信號，并發(fā)送給所述中央控制器；所述電壓檢測器(6)檢測所述濾波電路(4)輸出的交流電電壓信號，并發(fā)送給所述中央控制器；所述電流檢測器(7)檢測所述濾波電路(4)輸出的交流電電流信號，并發(fā)送給所述中央控制器；其特征在于所述中央控制器由第一主芯片(MCU1)和第二主芯片(MCU2)組成，其中第一主芯片(MCU1)的數(shù)據(jù)輸出端SDO和第二主芯片(MCU2)的數(shù)據(jù)輸入端SDI連接，第一主芯片(MCU1)的數(shù)據(jù)輸入端SDI和第二主芯片(MCU2)的數(shù)據(jù)輸出端SDO連接，二者的時(shí)鐘端SCK相互連接，片選端相互連接；所述第一主芯片(MCU1)設(shè)置有直流采集端RA1與所述直流電壓采集器(5)的輸出端連接，接收直流電壓采集器(5)輸出的采樣信號；所述第二主芯片(MCU2)設(shè)置有電壓檢測端RB5與所述電壓檢測器(6)的輸出端連接，獲取電壓檢測值；所述第二主芯片(MCU2)設(shè)置有電流檢測端RB3與所述電流檢測器(7)的輸出端連接，獲取電流檢測值；所述第二主芯片(MCU2)還并列設(shè)置有二路逆變控制端PIA、PIB與所述逆變電路(3)的控制端連接，控制逆變電路(3)的脈沖波形。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙核雙工同步控制交流發(fā)電機(jī)，其特征在于第一主芯片(M。U1)還設(shè)置顯示輸出端(TX)，該顯示輸出端(TX)串限流電阻后 連接第一光耦(Ul)的陰極輸入端，該第一光耦(Ul)的陽極輸入端接高電平， 所述第一光耦(Ul)的陰極輸入端和陽極輸入端之間連接有分壓電阻，所述第 一光耦(Ul)的發(fā)射極輸出端接地，集電極輸出端串上拉電阻接高電平，該集 電極輸出端輸出驅(qū)動信號給顯示模塊(8)的輸入端；所述顯示模塊(8)的輸出端串限流電阻后連接第二光耦(U2)的陰極輸入 端，該第二光耦(U2)的陽極輸入端接高電平，所述第二光耦(U2)的陰極輸 入端和陽極輸入端之間連接有分壓電阻，所述第二光耦(U2)的發(fā)射極輸出端 接地，集電極輸出端串上拉電阻接高電平，該集電極輸出端輸出信號給所述第 一主芯片(MCU1)的輸入端(RX)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙核雙工同步控制交流發(fā)電機(jī)，包括電機(jī)主繞組、電橋、逆變電路、濾波電路、直流電壓采集器、電壓檢測器、電流檢測器和中央控制器，其特征在于所述中央控制器由第一主芯片和第二主芯片組成，其中第一主芯片和第二主芯片相互連接；第一主芯片接收直流電壓采集器的采樣信號；第二主芯片獲取電壓檢測值和電流檢測值；第二主芯片還控制逆變電路的脈沖波形。其有益效果是采用兩片單片機(jī)來控制，它們之間采用ISP同步通訊聯(lián)系起來，軟件采用互鎖加密方式，不易被仿制，有利于保護(hù)開發(fā)者的利益。提高中央控制器的工作頻率，在低成本的條件下實(shí)現(xiàn)大型數(shù)據(jù)的處理，提高發(fā)電機(jī)的工作效率和工作頻率。
文檔編號G06F13/40GK201134777SQ200720188649
公開日2008年10月15日 申請日期2007年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日
發(fā)明者甘性華, 純 艾 申請人:純 艾