一種基于有源混合濾波裝置中有源模塊的從控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于有源混合濾波裝置中有源模塊的從控制器，電力無功補(bǔ)償裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。信號采樣與調(diào)理電路的輸出端分別與ADC采樣與串口通信單元和硬件保護(hù)電路的輸入端連接，ADC采樣與串口通信單元與CPLD控制與通信單元雙向連接，硬件保護(hù)電路的輸出端分別與ADC采樣與串口通信單元和CPLD控制與通信單元的輸入端連接，供電與電源隔離電路的輸出端分別與信號采樣與調(diào)理電路、ADC采樣與串口通信單元、硬件保護(hù)電路、CPLD控制與通信單元和輸出與狀態(tài)反饋單元的輸入端連接，CPLD控制與通信單元與輸出與狀態(tài)反饋單元雙向連接。所述從控制器具有使用范圍寬、精度高、速度快、抗干擾能力強(qiáng)等特點。
【專利說明】一種基于有源混合濾波裝置中有源模塊的從控制器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力無功補(bǔ)償裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國國民經(jīng)濟(jì)和裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，生產(chǎn)力水平和工業(yè)化水平的不斷提高，各種大型電氣傳動設(shè)備、大型機(jī)電設(shè)備以及冶金裝備等大功率設(shè)備已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。隨之而來的是電網(wǎng)供電質(zhì)量的日益惡化，電網(wǎng)電壓波形畸變，功率因數(shù)大大降低，公用電網(wǎng)的諧波危害嚴(yán)重，使得電力系統(tǒng)功率傳輸能力降低，不斷困擾著我們的生產(chǎn)生活。近年來國家大力提倡“節(jié)能環(huán)保，清潔電力”，提高電網(wǎng)功率因數(shù)，消除電網(wǎng)諧波。電力有源濾波器(APF)作為有效解決電網(wǎng)諧波和無功補(bǔ)償問題的主要設(shè)備之一，目前在電能質(zhì)量和無功補(bǔ)償領(lǐng)域已得到廣泛工程應(yīng)用。
[0003]針對傳統(tǒng)有源濾波器存在的不容易實現(xiàn)并聯(lián)或者并聯(lián)使用存在控制困難，總體成本高，體積大等問題，與傳統(tǒng)的有源濾波器不同，模塊化混合有源濾波裝置即包括了有源濾波模塊，又包括無源濾波模塊；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由原來的一對一變?yōu)楝F(xiàn)在的一對多，實現(xiàn)了按實際需要把有源模塊的并聯(lián)組合，不僅有效降低了設(shè)備成本，而且減小了體積，易于安裝等特點?，F(xiàn)有的從控制器具有使用范圍窄、精度低等缺點。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于有源混合濾波裝置中有源模塊的從控制器，具有使用范圍寬、精度高、速度快、抗干擾能力強(qiáng)等特點。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是:一種基于有源混合濾波裝置中有源模塊的從控制器，其特征在于包括信號采樣與調(diào)理電路、ADC采樣與串口通信單元、硬件保護(hù)電路、供電與電源隔離電路、CPLD控制與通信單元、輸出與狀態(tài)反饋單元，所述信號采樣與調(diào)理電路的輸出端分別與ADC采樣與串口通信單元和硬件保護(hù)電路的輸入端連接，ADC采樣與串口通信單元與CPLD控制與通信單元雙向連接，硬件保護(hù)電路的輸出端分別與ADC采樣與串口通信單元和CPLD控制與通信單元的輸入端連接，供電與電源隔離電路的輸出端分別與信號采樣與調(diào)理電路、ADC采樣與串口通信單元、硬件保護(hù)電路、CPLD控制與通信單元和輸出與狀態(tài)反饋單元的輸入端連接，CPLD控制與通信單元與輸出與狀態(tài)反饋單元雙向連接。
[0006]優(yōu)選的，所述信號采樣與調(diào)理電路包括兩個相同的直流電壓采樣與調(diào)理電路和三個相同的直流電流采樣與調(diào)理電路，所述直流電壓采樣與調(diào)理電路包括電阻R54-R55、電阻R58、電阻R61-R63、電容C63-C65、二極管D2-D3、運算放大器U14和電壓傳感器PT1，直流電壓采樣與調(diào)理電路的一個輸入端經(jīng)電阻R55接電壓傳感器PTl的一個輸入端，直流電壓采樣與調(diào)理電路的另一個輸入端經(jīng)電阻R58接電壓傳感器PTl的另一個輸入端；所述電壓傳感器PTl輸出端的第一路經(jīng)電阻R63接地，第二路經(jīng)電阻R62接運算放大器U14的第3引腳，運算放大器U14的第2引腳經(jīng)電阻R54接運算放大器U14的第I引腳，運算放大器U14第4引腳的第一路接+15V，第二路經(jīng)電容C63接地；運算放大器U14第11引腳的第一路接-15V，第二路經(jīng)電容C65接地；運算放大器U14的第I引腳依次經(jīng)電阻R61、電容C64接地，ニ極管D3的負(fù)極接地，ニ極管D3的正極經(jīng)ニ極管D2接+5V，電阻R61與電容C64的結(jié)點與ニ極管D3的正極連接；ニ極管D2與ニ極管D3的結(jié)點為直流電壓采樣與調(diào)理電路的輸出端；
[0007]直流電流采樣與調(diào)理電路輸入端的第一路經(jīng)ニ極管ZD2接地，第二路經(jīng)電阻R93接運算放大器U22的第3引腳，第三路經(jīng)電阻R39接地，第四路依次經(jīng)電阻Rcfl、電阻R36接運算放大器U13的第3引腳；運算放大器U13第2引腳的第一路經(jīng)電阻R38接地，第二路經(jīng)電阻R42接運算放大器U13的第I引腳，第三路經(jīng)電容C51接運算放大器U13的第I引腳；運算放大器U13的第3引腳經(jīng)電容Cd7接地；運算放大器U13第4引腳的第一路接+15V，第ニ路經(jīng)電容C49接地；運算放大器U13第11引腳的第一路接-15V，第二路經(jīng)電容C48接地；運算放大器U13的第I引腳依次經(jīng)電阻Rcdl、電容Cd4接地，電阻Rcdl與電容Cd4的結(jié)點為直流電流采樣與調(diào)理電路的ー個輸出端；運算放大器U22的第2引腳依次經(jīng)電阻R90、電阻R89接運算放大器U22的第I引腳，電阻R88的一端接地，另一端接電阻R89和電阻R90的結(jié)點；運算放大器U22的第3引腳經(jīng)電阻R92接+2.5V ;運算放大器U22第4引腳的第一路接+15V，第二路經(jīng)電容C71接地；運算放大器U22第11引腳的第一路接-15V，第二路經(jīng)電容C73接地；運算放大器U22第I引腳依次經(jīng)電阻R91、電容C72接地，ニ極管D8的正極接+5V，ニ極管D8的負(fù)極經(jīng)ニ極管D9接地，電阻R91與電容C72的結(jié)點與ニ極管D8的負(fù)極連接，ニ極管D8與ニ極管D9的結(jié)點為直流電流采樣與調(diào)理電路的ー個輸出端。
[0008]優(yōu)選的，所述ADC采樣與串ロ通信單元包括芯片ICl和芯片IC2，所述芯片ICl的第3-7引腳為采樣輸入引腳，芯片ICl的第11引腳與芯片IC2的第11引腳連接，芯片ICl的第12引腳與芯片IC2的第12引腳連接，芯片ICl的第10、29引腳接+5V，芯片ICl的第9、30引腳接地，芯片ICl的第31引腳經(jīng)電容C411接地；芯片IC2的第I引腳經(jīng)電容Ct3與芯片IC2的第3引腳連接，芯片IC2的第4引腳經(jīng)電容Ct4與芯片IC2的第5引腳連接，芯片IC2的第2引腳經(jīng)電容Ct5接+5V，芯片IC2的第6引腳依次經(jīng)電容Ct7、Ct6接+5V，電容Ct7與電容Ct6的結(jié)點接地，芯片IC2的第16引腳接+5V，芯片IC2的第15引腳接地，芯片的第13、14引腳與串ロ CN2的輸入、輸出接線端子連接。
[0009]優(yōu)選的，所述CPLD控制與通信單元包括芯片U3，芯片U3的第2引腳經(jīng)電容C4接地；芯片U3的第3、6、7引腳接地；芯片U3的第4引腳經(jīng)電感LO接+5V ;電阻R4的一端接芯片U3的第9引腳，電阻R4另ー端的第一路接芯片U3的第10引腳，電阻R4另ー端的第ニ路經(jīng)電阻Rl接地，電容C3并聯(lián)在電阻R4的兩端；芯片U3的第11引腳經(jīng)電阻R3接芯片U3的第12引腳，電容C2與電阻R3并聯(lián)；芯片U3的第9引腳經(jīng)電阻R2與芯片U3的第4、13和14引腳連接，電感LO與電阻R2結(jié)點的第一路經(jīng)電容Cl接地，第二路經(jīng)電容E7接地。
[0010]優(yōu)選的，所述硬件保護(hù)電路包括運算放大器U23和光耦U24，運算放大器U23的第3引腳為硬件保護(hù)電路的輸入端，所述運算放大器U23的第3引腳依次經(jīng)電阻R135、ニ極管D17接運算放大器U23的第I引腳；運算放大器U23第2引腳的第一路經(jīng)電阻R134接地，電容C121與電阻R134并聯(lián)，第二路經(jīng)電阻R125接+15V ;運算放大器U23的第4引腳接地；運算放大器U23第8引腳的第一路接+15V，第二路經(jīng)電容C120接地；運算放大器U23第I引腳的第一路經(jīng)電阻R151接地，第二路接光耦U24的一個輸入端，光耦U24的另ー個輸入端接地，電阻R129的一端接+3.3V，電阻R129的另一端經(jīng)電容C122接地，光耦U24的一個輸出端接電阻R129與電容C122的結(jié)點，光耦U24的另一個輸出端接地；電阻R129與電容C122的結(jié)點為所述硬件保護(hù)電路的輸出端。
[0011]優(yōu)選的，所述輸出與狀態(tài)反饋單元包括輸出執(zhí)行電路和狀態(tài)反饋電路，所述輸出執(zhí)行電路包括光耦U9和三極管Ql，電阻R22的一端接+3.3V，另一端接光耦U9的一個輸入端；光耦U9的一個輸出端接+24V，另一個輸出端經(jīng)電阻R26接三極管Ql的基極；電阻R28的一端與三極管Ql的基極連接，另一端與三極管Ql的發(fā)射極連接，電容C19與電阻R28并聯(lián)；三極管Ql的發(fā)射極接地；三極管Ql集電極的第一路經(jīng)繼電器K2的線圈接+24V，二極管Dl并聯(lián)在繼電器K2線圈的兩端，繼電器K2觸點的一端接火線，繼電器K2觸點的另一端接零線；
[0012]狀態(tài)反饋電路包括光耦U20，電阻R85的一端接+24V，另一端的第一路接光耦U20的一個輸入端，第二路經(jīng)電容Cd8接地；光耦U20的另一個輸入端和電容Cd8與地的結(jié)點為狀態(tài)反饋電路的輸入端；光耦U20的一個輸出端接地，另一個輸出端的第一路經(jīng)電阻R84接+3.3V，第二路接電阻R86的一端，電阻R86的另一端為狀態(tài)反饋電路的輸出端。
[0013]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本實用新型的信號采集輸入通過信號采樣與調(diào)理電路實現(xiàn)，采樣與調(diào)理電路包括兩路直流電壓信號及三相交流電流信號，具有適用范圍廣、柔性度高等特點。ADC采樣與串口通信單元采用16位緊湊型單片機(jī)實現(xiàn)，具有可程序編程、ADC采樣精度高，速度快，還可以實現(xiàn)電路參數(shù)的軟件校正等特點。在控制PWM脈沖生成方面，采用CPLD控制與通信單元實現(xiàn)了高速、實時、快速等對電力電子器件控制的要求，很好的滿足了實時控制的要求。在電壓電流保護(hù)方面，采用硬件保護(hù)電路，使系統(tǒng)保護(hù)更可靠、安全。在電源供電方面，通過供電與電源隔離電路使得系統(tǒng)的抗干擾能力得到了有效提聞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0015]圖1是本實用新型的原理框圖；
[0016]圖2是信號采樣與調(diào)理電路中直流電壓采樣與調(diào)理電路的原理圖；
[0017]圖3是信號采樣與調(diào)理電路中直流電流采樣與調(diào)理電路的原理圖；
[0018]圖4是ADC采樣與串口通信單元中芯片ICl的原理圖；
[0019]圖5是ADC采樣與串口通信單元中芯片IC2的原理圖；
[0020]圖6是CPLD控制與通信單元的原理圖；
[0021 ]圖7是硬件保護(hù)電路的原理圖；
[0022]圖8是輸出與狀態(tài)反饋單元中輸出執(zhí)行電路的原理圖；
[0023]圖9是輸出與狀態(tài)反饋單元中狀態(tài)反饋電路的原理圖。
【具體實施方式】
[0024]如圖1所示，一種基于有源混合濾波裝置中有源模塊的從控制器，包括信號采樣與調(diào)理電路、ADC采樣與串口通信單元、硬件保護(hù)電路、供電與電源隔離電路、CPLD控制與通信單元、輸出與狀態(tài)反饋單元。所述信號采樣與調(diào)理電路的輸出端分別與ADC采樣與串ロ通信單元和硬件保護(hù)電路的輸入端連接，ADC采樣與串ロ通信單元與CPLD控制與通信單元雙向連接，硬件保護(hù)電路的輸出端分別與ADC采樣與串ロ通信單元和CPLD控制與通信単元的輸入端連接，供電與電源隔離電路的輸出端分別與信號采樣與調(diào)理電路、ADC采樣與串ロ通信単元、硬件保護(hù)電路、CPLD控制與通信単元和輸出與狀態(tài)反饋単元的輸入端連接，CPLD控制與通信單元與輸出與狀態(tài)反饋單元雙向連接。
[0025]所述信號采樣與調(diào)理電路包括直流電壓采樣與調(diào)理電路和直流電流采樣與調(diào)理電路。如圖2所示，所述直流電壓采樣與調(diào)理電路包括電阻R54-R55、電阻R58、電阻R61-R63、電容C63-C65、ニ極管D2-D3、運算放大器U14和電壓傳感器PTl，直流電壓采樣與調(diào)理電路的ー個輸入端經(jīng)電阻R55接電壓傳感器PTl的一個輸入端，直流電壓采樣與調(diào)理電路的另ー個輸入端經(jīng)電阻R58接電壓傳感器PTl的另ー個輸入端；所述電壓傳感器PTl輸出端的第一路經(jīng)電阻R63接地，第二路經(jīng)電阻R62接運算放大器U14的第3引腳，運算放大器U14的第2引腳經(jīng)電阻R54接運算放大器U14的第I引腳，運算放大器U14第4引腳的第一路接+15V，第二路經(jīng)電容C63接地；運算放大器U14第11引腳的第一路接-15V，第二路經(jīng)電容C65接地；運算放大器U14的第I引腳依次經(jīng)電阻R61、電容C64接地，ニ極管D3的負(fù)極接地，ニ極管D3的正極經(jīng)ニ極管D2接+5V，電阻R61與電容C64的結(jié)點與ニ極管D3的正極連接；ニ極管D2與ニ極管D3的結(jié)點為直流電壓采樣與調(diào)理電路的輸出端。兩個直流電壓采樣與調(diào)理電路分別與ADC采樣與串ロ通信単元中單片機(jī)的兩個電壓輸入端連接。
[0026]如圖3所示，直流電流采樣與調(diào)理電路輸入端的第一路經(jīng)ニ極管ZD2接地，第二路經(jīng)電阻R93接運算放大器U22的第3引腳，第三路經(jīng)電阻R39接地，第四路依次經(jīng)電阻Rcfl、電阻R36接運算放大器U13的第3引腳；運算放大器U13第2引腳的第一路經(jīng)電阻R38接地，第二路經(jīng)電阻R42接運算放大器U13的第I引腳，第三路經(jīng)電容C51接運算放大器U13的第I引腳；運算放大器U13的第3引腳經(jīng)電容Cd7接地；運算放大器U13第4引腳的第一路接+15V，第二路經(jīng)電容C49接地；運算放大器U13第11引腳的第一路接-15V，第二路經(jīng)電容C48接地；運算放大器U13的第I引腳依次經(jīng)電阻Rcdl、電容Cd4接地，電阻Rcdl與電容Cd4的結(jié)點為直流電流采樣與調(diào)理電路的ー個輸出端；運算放大器U22的第2引腳依次經(jīng)電阻R90、電阻R89接運算放大器U22的第I引腳，電阻R88的一端接地，另一端接電阻R89和電阻R90的結(jié)點；運算放大器U22的第3引腳經(jīng)電阻R92接+2.5V ;運算放大器U22第4引腳的第一路接+15V，第二路經(jīng)電容C71接地；運算放大器U22第11引腳的第一路接-15V，第二路經(jīng)電容C73接地；運算放大器U22第I引腳依次經(jīng)電阻R91、電容C72接地，ニ極管D8的正極接+5V，ニ極管D8的負(fù)極經(jīng)ニ極管D9接地，電阻R91與電容C72的結(jié)點與ニ極管D8的負(fù)極連接，ニ極管D8與ニ極管D9的結(jié)點為直流電流采樣與調(diào)理電路的一個輸出端。三個直流電流采樣與調(diào)理電路分別與ADC采樣與串ロ通信單元中單片機(jī)的三個電流輸入端連接。
[0027]所述ADC采樣與串ロ通信單元包括芯片ICl和芯片IC2，芯片ICl可以選用英飛凌公司的SAF-XE160FU-8F型單片機(jī)，芯片IC2可以選用MAX232CSE型串ロ電平轉(zhuǎn)換芯片。如圖4所示，所述芯片ICl的第3-7引腳為采樣輸入引腳，芯片ICl的第11引腳與芯片IC2的第11引腳連接，芯片ICl的第12引腳與芯片IC2的第12引腳連接，芯片ICl的第10、29引腳接+5V，芯片ICl的第9、30引腳接地，芯片ICl的第31引腳經(jīng)電容C411接地。如圖5所示，芯片IC2的第I引腳經(jīng)電容Ct3與芯片IC2的第3引腳連接，芯片IC2的第4引腳經(jīng)電容Ct4與芯片IC2的第5引腳連接，芯片IC2的第2引腳經(jīng)電容Ct5接+5V，芯片IC2的第6引腳依次經(jīng)電容Ct7、Ct6接+5V，電容Ct7與電容Ct6的結(jié)點接地，芯片IC2的第16引腳接+5V，芯片IC2的第15引腳接地，芯片的第13、14引腳與串口 CN2的輸入、輸出接線端子連接。
[0028]如圖6所示，所述CPLD控制與通信單元包括芯片U3，芯片U3可以選用SN75ALS180型差分驅(qū)動接收芯片，芯片U3的第2引腳經(jīng)電容C4接地；芯片U3的第3、6、7引腳接地；芯片U3的第4引腳經(jīng)電感LO接+5V ;電阻R4的一端接芯片U3的第9引腳，電阻R4另一端的第一路接芯片U3的第10引腳，電阻R4另一端的第二路經(jīng)電阻Rl接地，電容C3并聯(lián)在電阻R4的兩端；芯片U3的第11引腳經(jīng)電阻R3接芯片U3的第12引腳，電容C2與電阻R3并聯(lián)；芯片U3的第9引腳經(jīng)電阻R2與芯片U3的第4、13和14引腳連接，電感LO與電阻R2結(jié)點的第一路經(jīng)電容Cl接地，第二路經(jīng)電容E7接地。
[0029]如圖7所示，所述硬件保護(hù)電路包括運算放大器U23和光耦U24，運算放大器U23的第3引腳為硬件保護(hù)電路的輸入端，所述運算放大器U23的第3引腳依次經(jīng)電阻R135、二極管D17接運算放大器U23的第I引腳；運算放大器U23第2引腳的第一路經(jīng)電阻R134接地，電容C121與電阻R134并聯(lián)，第二路經(jīng)電阻R125接+15V ;運算放大器U23的第4引腳接地；運算放大器U23第8引腳的第一路接+15V，第二路經(jīng)電容C120接地；運算放大器U23第I引腳的第一路經(jīng)電阻R151接地，第二路接光耦U24的一個輸入端，光耦U24的另一個輸入端接地，電阻R129的一端接+3.3V，電阻R129的另一端經(jīng)電容C122接地，光耦U24的一個輸出端接電阻Rl29與電容Cl22的結(jié)點，光耦U24的另一個輸出端接地；電阻Rl29與電容C122的結(jié)點為所述硬件保護(hù)電路的輸出端。
[0030]所述輸出與狀態(tài)反饋單元包括輸出執(zhí)行電路和狀態(tài)反饋電路。如圖8所示，所述輸出執(zhí)行電路包括光耦U9和三極管Ql，電阻R22的一端接+3.3V，另一端接光耦U9的一個輸入端；光耦U9的一個輸出端接+24V，另一個輸出端經(jīng)電阻R26接三極管Ql的基極；電阻R28的一端與三極管Ql的基極連接，另一端與三極管Ql的發(fā)射極連接，電容C19與電阻R28并聯(lián)；三極管Ql的發(fā)射極接地；三極管Ql集電極的第一路經(jīng)繼電器K2的線圈接+24V，二極管Dl并聯(lián)在繼電器K2線圈的兩端，繼電器K2觸點的一端接火線，繼電器K2觸點的另一端接零線；
[0031]如圖9所示，狀態(tài)反饋電路包括光耦U20，電阻R85的一端接+24V，另一端的第一路接光耦U20的一個輸入端，第二路經(jīng)電容Cd8接地；光耦U20的另一個輸入端和電容Cd8與地的結(jié)點為狀態(tài)反饋電路的輸入端；光耦U20的一個輸出端接地，另一個輸出端的第一路經(jīng)電阻R84接+3.3V，第二路接電阻R86的一端，電阻R86的另一端為狀態(tài)反饋電路的輸出端。
[0032]從控制器的輸入信號包括2路直流電壓和3路相電流信號；輸入信號首先經(jīng)過信號采樣與調(diào)理電路進(jìn)行采樣和調(diào)理、濾波處理；分別輸出到硬件保護(hù)電路和ADC采樣與串口通信單元；硬件保護(hù)電路完成對直流側(cè)電壓過壓故障和輸出電流過流故障的硬件快速保護(hù)功能;ADC采樣與串口通信單元中分別完成對電壓、電流信號的軟件濾波、計算、和軟件過壓過流保護(hù)功能以及對軟件采樣計算參數(shù)的校準(zhǔn)和程序檢測調(diào)試功能，同時把采樣值和故障狀態(tài)信息實時更新數(shù)據(jù)傳送給CPLD控制與通信單元中的控制單元；CPLD控制與通信單元通過芯片U3組成的差分通信電路完成與主控制器的快速數(shù)據(jù)接受與發(fā)送通信功能，根據(jù)主控制器指令完成PWM脈沖的生成和輸出功能，同時CPLD控制與輸出單元還負(fù)責(zé)輸出動作執(zhí)行控制和狀態(tài)反饋檢測的功能。
[0033]本實用新型的信號采集輸入通過信號采樣與調(diào)理電路實現(xiàn)，采樣與調(diào)理電路包括兩路直流電壓信號及三相交流電流信號，具有適用范圍廣、柔性度高等特點。ADC采樣與串ロ通信單元采用16位緊湊型單片機(jī)實現(xiàn)，具有可程序編程、ADC采樣精度高，速度快，還可以實現(xiàn)電路參數(shù)的軟件校正等特點。在控制PWM脈沖生成方面，采用CPLD控制與通信単元實現(xiàn)了高速、實時、快速等對電カ電子器件控制的要求，很好的滿足了實時控制的要求。在電壓電流保護(hù)方面，采用硬件保護(hù)電路，使系統(tǒng)保護(hù)更可靠、安全。在電源供電方面，通過供電與電源隔離電路使得系統(tǒng)的抗干擾能力得到了有效提高。
[0034]本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及其實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用來幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下還可以對本實用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于有源混合濾波裝置中有源模塊的從控制器，其特征在于包括信號采樣與調(diào)理電路、ADC采樣與串口通信單元、硬件保護(hù)電路、供電與電源隔離電路、CPLD控制與通信單元、輸出與狀態(tài)反饋單元，所述信號采樣與調(diào)理電路的輸出端分別與ADC采樣與串口通信單元和硬件保護(hù)電路的輸入端連接，ADC采樣與串口通信單元與CPLD控制與通信單元雙向連接，硬件保護(hù)電路的 輸出端分別與ADC采樣與串口通信單元和CPLD控制與通信單元的輸入端連接，供電與電源隔離電路的輸出端分別與信號采樣與調(diào)理電路、ADC采樣與串口通信單元、硬件保護(hù)電路、CPLD控制與通信單元和輸出與狀態(tài)反饋單元的輸入端連接，CPLD控制與通信單元與輸出與狀態(tài)反饋單元雙向連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于有源混合濾波裝置中有源模塊的從控制器，其特征在于所述信號采樣與調(diào)理電路包括兩個相同的直流電壓采樣與調(diào)理電路和三個相同的直流電流采樣與調(diào)理電路，所述直流電壓采樣與調(diào)理電路包括電阻R54-R55、電阻R58、電阻R61-R63、電容C63-C65、二極管D2-D3、運算放大器U14和電壓傳感器PTl，直流電壓采樣與調(diào)理電路的一個輸入端經(jīng)電阻R55接電壓傳感器PTl的一個輸入端，直流電壓采樣與調(diào)理電路的另一個輸入端經(jīng)電阻R58接電壓傳感器PTl的另一個輸入端；所述電壓傳感器PTl輸出端的第一路經(jīng)電阻R63接地，第二路經(jīng)電阻R62接運算放大器U14的第3引腳，運算放大器U14的第2引腳經(jīng)電阻R54接運算放大器U14的第I引腳，運算放大器U14第4引腳的第一路接+15V，第二路經(jīng)電容C63接地；運算放大器U14第11引腳的第一路接-15V，第二路經(jīng)電容C65接地；運算放大器U14的第I引腳依次經(jīng)電阻R61、電容C64接地，二極管D3的負(fù)極接地，二極管D3的正極經(jīng)二極管D2接+5V，電阻R61與電容C64的結(jié)點與二極管D3的正極連接；二極管D2與二極管D3的結(jié)點為直流電壓采樣與調(diào)理電路的輸出端； 直流電流采樣與調(diào)理電路輸入端的第一路經(jīng)二極管ZD2接地，第二路經(jīng)電阻R93接運算放大器U22的第3引腳，第三路經(jīng)電阻R39接地，第四路依次經(jīng)電阻Rcfl、電阻R36接運算放大器U13的第3引腳；運算放大器U13第2引腳的第一路經(jīng)電阻R38接地，第二路經(jīng)電阻R42接運算放大器U13的第I引腳，第三路經(jīng)電容C51接運算放大器U13的第I引腳；運算放大器U13的第3引腳經(jīng)電容Cd7接地；運算放大器U13第4引腳的第一路接+15V，第二路經(jīng)電容C49接地；運算放大器U13第11引腳的第一路接-15V，第二路經(jīng)電容C48接地；運算放大器U13的第I引腳依次經(jīng)電阻Rcdl、電容Cd4接地，電阻Rcdl與電容Cd4的結(jié)點為直流電流采樣與調(diào)理電路的一個輸出端；運算放大器U22的第2引腳依次經(jīng)電阻R90、電阻R89接運算放大器U22的第I引腳，電阻R88的一端接地，另一端接電阻R89和電阻R90的結(jié)點；運算放大器U22的第3引腳經(jīng)電阻R92接+2.5V ;運算放大器U22第4引腳的第一路接+15V，第二路經(jīng)電容C71接地；運算放大器U22第11引腳的第一路接-15V，第二路經(jīng)電容C73接地；運算放大器U22第I引腳依次經(jīng)電阻R91、電容C72接地，二極管D8的正極接+5V，二極管D8的負(fù)極經(jīng)二極管D9接地，電阻R91與電容C72的結(jié)點與二極管D8的負(fù)極連接，二極管D8與二極管D9的結(jié)點為直流電流采樣與調(diào)理電路的一個輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于有源混合濾波裝置中有源模塊的從控制器，其特征在于所述ADC采樣與串口通信單元包括芯片ICl和芯片IC2，所述芯片ICl的第3_7引腳為采樣輸入引腳，芯片ICl的第11引腳與芯片IC2的第11引腳連接，芯片ICl的第12引腳與芯片IC2的第12引腳連接，芯片ICl的第10、29引腳接+5V，芯片ICl的第9、30引腳接地，芯片ICl的第31引腳經(jīng)電容C411接地；芯片IC2的第I引腳經(jīng)電容Ct3與芯片IC2的第3引腳連接，芯片IC2的第4引腳經(jīng)電容Ct4與芯片IC2的第5引腳連接，芯片IC2的第2引腳經(jīng)電容Ct5接+5V，芯片IC2的第6引腳依次經(jīng)電容Ct7、Ct6接+5V，電容Ct7與電容Ct6的結(jié)點接地，芯片IC2的第16引腳接+5V，芯片IC2的第15引腳接地，芯片的第13、14引腳與串ロ CN2的輸入、輸出接線端子連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種基于有源混合濾波裝置中有源模塊的從控制器，其特征在于所述CPLD控制與通信單元包括芯片U3，芯片U3的第2引腳經(jīng)電容C4接地；芯片U3的第3、6、7引腳接地；芯片U3的第4引腳經(jīng)電感LO接+5V ;電阻R4的一端接芯片U3的第9引腳，電阻R4另ー端的第一路接芯片U3的第10引腳，電阻R4另ー端的第二路經(jīng)電阻Rl接地，電容C3并聯(lián)在電阻R4的兩端；芯片U3的第11引腳經(jīng)電阻R3接芯片U3的第12引腳，電容C2與電阻R3并聯(lián)；芯片U3的第9引腳經(jīng)電阻R2與芯片U3的第4、13和14引腳連接，電感LO與電阻R2結(jié)點的第一路經(jīng)電容Cl接地，第二路經(jīng)電容E7接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種基于有源混合濾波裝置中有源模塊的從控制器，其特征在于所述硬件保護(hù)電路包括運算放大器U23和光耦U24，運算放大器U23的第3引腳為硬件保護(hù)電路的輸入端，所述運算放大器U23的第3引腳依次經(jīng)電阻R135、二極管D17接運算放大器U23的第I引腳；運算放大器U23第2引腳的第一路經(jīng)電阻R134接地，電容C121與電阻R134并聯(lián)，第二路經(jīng)電阻R125接+15V ;運算放大器U23的第4引腳接地；運算放大器U23第8引腳的第一路接+15V，第二路經(jīng)電容C120接地；運算放大器U23第I引腳的第一路經(jīng)電阻R151接地，第二路接光耦U24的一個輸入端，光耦U24的另ー個輸入端接地，電阻R129的一端接+3.3V，電阻R129的另一端經(jīng)電容C122接地，光耦U24的ー個輸出端接電阻R129與電容C122的結(jié)點，光耦U24的另ー個輸出端接地；電阻R129與電容C122的結(jié)點為所述硬件保護(hù)電路的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種基于有源混合濾波裝置中有源模塊的從控制器，其特征在于所述輸出與狀態(tài)反饋単元包括輸出執(zhí)行電路和狀態(tài)反饋電路，所述輸出執(zhí)行電路包括光耦U9和三極管Ql，電阻R22的一端接+3.3V，另一端接光耦U9的一個輸入端；光耦U9的ー個輸出端接+24V，另ー個輸出端經(jīng)電阻R26接三極管Ql的基極；電阻R28的一端與三極管Ql的基極連接，另一端與三極管Ql的發(fā)射極連接，電容C19與電阻R28并聯(lián)；三極管Ql的發(fā)射極接地；三極管Ql集電極的第一路經(jīng)繼電器K2的線圈接+24V，二極管Dl并聯(lián)在繼電器K2線圈的兩端，繼電器K2觸點的一端接火線，繼電器K2觸點的另一端接零線； 狀態(tài)反饋電路包括光耦U20，電阻R85的一端接+24V，另ー端的第一路接光耦U20的一個輸入端，第二路經(jīng)電容Cd8接地；光耦U20的另ー個輸入端和電容Cd8與地的結(jié)點為狀態(tài)反饋電路的輸入端；光耦U20的ー個輸出端接地，另ー個輸出端的第一路經(jīng)電阻R84接+3.3V，第二路接電阻R86的一端，電阻R86的另一端為狀態(tài)反饋電路的輸出端。
【文檔編號】H02J3/01GK203398790SQ201320501363
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】陳朋朋, 黃雙峰, 高學(xué)超, 張煉東 申請人:廊坊英博電氣有限公司