專利名稱：用于電力有源濾波器的控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種有源濾波器，特別是用于電力有源濾波器的控制裝置。
背景技術：
現(xiàn)有的有源濾波器通常包括主控板、顯示板、采樣板(模塊)、開入開出板、光纖板，采樣模塊大多采用信號調(diào)整模塊+采樣模塊的模式，其中信號調(diào)理模塊用于處理信號中的干擾，采樣模塊對調(diào)理過的信號進行信號采集。采集板卡電路復雜，拆卸不方便、空間大，不便于測量調(diào)試。而現(xiàn)有的光纖板則表現(xiàn)出光信號強度較弱，雖然使得功耗較低，但是對于光纖穩(wěn)定性要求較高，當光纖晃動的時候，極易出現(xiàn)接受信號出現(xiàn)跳動的問題，而且使用的芯片為國外進口，價格昂貴。·
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種維護方便，性能安全可靠的用于電力有源濾波器的控制裝置。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，用于電力有源濾波器的控制裝置，它包括主控板、采樣板、顯示板、光纖板、開入開出板和觸摸屏，主控板通過總線接口分別與第一采樣板、第二采樣、開入開出板和光纖板電連接，主控板與顯示器和觸摸屏通過顯示總線電連接。米樣板的信號與差分放大器輸入端電連接，差分放大器米用AD620,差分放大器輸出端與A/D芯片輸入端電連接，由A/D芯片將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量；A/D芯片分別與RAM和CPLD電連接，RAM和CPLD與采樣板總線接口連接。米樣板包括第一米樣板和第二米樣板，它們具有相同的電路構(gòu)架。采樣板采樣電阻使用大封裝直插精密電阻，統(tǒng)一順序焊接，使得電阻一端高出電路板。采樣板的信號輸入端與浮地之間和大地之間分別有兩組電容Cl、C2、C3，其中C3、Cl到機箱外部地，通過板內(nèi)螺柱與機箱外殼相連，C3、C2串聯(lián)到系統(tǒng)地，電容C3作為共公電容使用；兩組電容對輸入信號進行信號濾波和電磁屏蔽；AD620采樣電路采用正負電源供電，在正負電源串接穩(wěn)壓管D3和D6，D3和D6的連接點與AD620的同相端電連接，構(gòu)成信號鉗位電路；輸入端電阻R3與同相端一反相端之間的電容C7構(gòu)成輸入濾波器,在AD620的管腳I和8之間的電阻R9為倍率調(diào)節(jié)電阻；R9和Rl為取樣電阻，輸出端Rll與C9構(gòu)成二次濾波電路。主控板包括DSP、CPLD> RAM以及總線構(gòu)成總線電路連接，顯示板包括顯示驅(qū)動、IXD顯示器、顯示RAM，DSP、CPLD同時電連接主控板RAM和顯示板的RAM，顯示板的顯示驅(qū)動分別與RAM和IXD顯示器電連接。開入開出板包括光I禹和電磁繼電器，開入或開出信號通過光f禹后與電磁繼電器光耦合電連接，通過光耦OPl進行隔離。光纖板包括光纖發(fā)射頭電路，光纖發(fā)射頭電路中的HFBR-1527是光纖發(fā)射頭電路，它集成有8個管腳，2腳為發(fā)送端，2腳分為三路，第一路通過上拉電阻R19接電源，上拉電阻選IOK電阻；第二路通過電容C12分別與4. 7UF電容和一個電阻電連接，構(gòu)成濾波電路，電阻另一端與HFBR-1527的I腳電連接，電容與HFBR-1527的3、4、5、8電連接，構(gòu)成共地電路；第三路與PNP型三極的發(fā)射極電連接，三極管集電極接地，基極接發(fā)送控制端。本實用新型由主控板、采樣板、顯示板、光纖板、開入開出板和觸摸屏構(gòu)成，主控板通過總線接口分別與第一采樣板、第二采樣、開入開出板和光纖板電連接，主控板與顯示器和觸摸屏通過顯示總線電連接；采樣板采集三相電流、電壓信號輸送至主控板和顯示板，主控板進行算法處理，將需要輸出的控制信號發(fā)送至光纖板、顯示板和開入開出板，光纖板將IGBT控制信號通過光纖發(fā)送出去，開入開出板將開關量通過繼電器發(fā)送出去，顯示板與觸摸屏直接進行數(shù)據(jù)傳輸，并將觸摸屏接受到的信息反饋至主控板。它具有維護方便，性能安全可靠的特點。
下面結(jié)合實施例附圖對本實用新型作進一步說明圖I是本實用新型實施例電路框圖；圖2是采樣板電路框圖；圖3是信號放大電路圖；圖4是主控板與顯示板電原理圖；圖5是開入開出板電原理圖；圖6是光纖板電原理圖。圖中，I、主控板；2、米樣板；3、顯不板；4、觸摸屏；5、光纖板；6、開入開出板；7、總
線接口。
具體實施方式
如圖I所示，，它包括主控板I、采樣板2、顯示板3、光纖板5、開入開出板6和觸摸屏4,主控板I通過總線接口 7分別與第一米樣板、第二米樣、開入開出板6和光纖板5電連接，主控板I與顯示器和觸摸屏4通過顯示總線電連接。采樣板5(包括第一采樣板、第二采樣或根據(jù)需要增加數(shù)量)采集三相電流、電壓信號輸送至主控板I和顯示板3，主控板I進行算法處理，將需要輸出的控制信號發(fā)送至光纖板5、顯示板3和開入開出板6，光纖板5將IGBT控制信號通過光纖發(fā)送出去，開入開出板6將開關量通過繼電器發(fā)送出去，顯示板3與觸摸屏4直接進行數(shù)據(jù)傳輸，并將觸摸屏4接受到的信息反饋至主控板I。如圖2所示，給出采樣板I的電路框圖，信號進入差分放大器201后，通過差分放大器201進行放大，差分放大器201采用AD620，它是一款低噪聲、低功耗的測量放大器，差分放大器201將放大后輸出到A/D芯片202，由A/D芯片202將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。A/D芯片202分別與RAM203和CPLD204電連接，RAM203和CPLD204與采樣板總線接口 205連接，在主控制板控制下，由CPLD204完成時序操作，使A/D芯片202將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量存入RAM203中。CPLD204是帶EEPROM的可編程控制器，它比FPGA有著更方便的電寫入和修改功能，有利用實時修改和輸入?yún)?shù)。CPLD204控制存貯數(shù)據(jù)和向采樣板總線接口 205輸出數(shù)據(jù)。此過程中，主控板的DSP并不參與控制，完全由CPLD204完成，只要主控板的DSP向CPLD204發(fā)出一個命令，CPLD204會提自動完成數(shù)據(jù)采集和輸出任務，節(jié)省了主控板的DSP的時間，用于更好的處理顯示和對實時性高的其它操作。采樣板I包括圖中的第一采樣板和第二采樣板，它們具有相同的電路構(gòu)架，可以完成相同的任務，如對電力系統(tǒng)的電流或電壓信號進行采集，也可分開完成電流和電壓的米集。采樣板I采樣電阻使用大封裝直插精密電阻，統(tǒng)一順序焊接，使得電阻一端高出電路板較多，便于整機調(diào)試的時候掛接示波器表筆。本實用新型的采樣板與市面同類采集板卡相比電路簡單，拆卸方便、節(jié)省空間，便于測量調(diào)試，同樣能夠達到預期的采樣效果。圖3是AD620進行前置放大的電路原理圖。采樣板I AD620進行前置放大，Inl為信號輸入端，信號輸入端與浮地之間和大地之間分別有兩組電容Cl、C2、C3，其中C3、Cl到 機箱外部地，通過板內(nèi)螺柱與機箱外殼相連，如此可讓進板處覆銅與外部機箱相連，此處覆銅與板內(nèi)覆銅互相隔離，起到屏蔽作用，C3、C2串聯(lián)到系統(tǒng)地，電容C3作為共公電容使用。兩組電容對輸入信號進行信號濾波和電磁屏蔽；采樣電路采用正負電源供電，在正負電源串接穩(wěn)壓管D3和D6，D3和D6的連接點與AD620的同相端電連接，構(gòu)成信號鉗位電路，用于保護采樣電路由于電壓不穩(wěn)定造成采用電路的損壞；輸入端R3與同相端一反相端之間的電容C7構(gòu)成輸入濾波器，在AD620R9的管腳I和8之間的電阻R9為倍率調(diào)節(jié)電阻；用來濾除設定頻率以上的雜波，再次降低入板干擾；R9和Rl為取樣電阻，輸出端Rll與C9進行二次濾波；降低板內(nèi)其他電路對電源反饋造成的信號波動。本實用新型中，Cl處的接地為機箱外部地，通過板內(nèi)螺柱與機箱外殼相連，如此可讓進板處覆銅與外部機箱相連，此處覆銅與板內(nèi)覆銅互相隔離，起到屏蔽作用，且進板信號通過電容C3，C1大地相連，板內(nèi)地通過電阻R4與機箱相連，可以降低進板干擾。R3與C7組成RC濾波電阻，并且可以通過此電路確定放大電路輸入與輸出的相角差，以便在程序中調(diào)控。AD620為差分放大器，在前部電路的配合下，可以達到足夠的濾波效果，是的輸出波形安全可靠。其中輸出端RU與C9組成的濾波電路。如圖4所示，給出主控板I和顯示板3電路框圖，主控板I包括DSP101、CPLD102、RAM103以及總線104構(gòu)成總線電路連接，顯示板3包括顯示驅(qū)動301、IXD顯示器303、顯示RAM302，DSPlOl、CPLD102同時電連接主控板I RAM103和顯示板3的RAM302，顯示板3的顯示驅(qū)動301分別與RAM302和IXD顯示器303電連接。采用DSPCPLDRAM以及總線的工作流程。DSP速度最快，CPLD速度可調(diào)，RAM以及總線速度最慢。DSP進行主要的高速信號處理，數(shù)據(jù)對接通過CPLD在RAM和總線上完成。當DSP需要數(shù)據(jù)的時候，提前給CPLD發(fā)信息，CPLD從慢速RAM或總線提取數(shù)據(jù)，提取完畢并進行簡單的格式處理后，給DPS信號，然后DSP總CPLD中提取所需要的信息。利用時序配合達到高速處理的目的。DPS向外放數(shù)據(jù)的過程同上。主控板與顯示板大體一致，通過不同的接口連接成為不同的功能。另外主控板與顯示板采用信息共享模式，即主控板與顯示板里的RAM同步接受和儲存數(shù)據(jù)，這樣做的好處是(I)當其中一個RAM損壞時，可以從另外的RAM中提取數(shù)據(jù)；(2)正常情況下，這兩個板子使用數(shù)據(jù)時都從自己板內(nèi)的RAM中讀取數(shù)據(jù)，比只有一個RAM的情況下(每有RAM的板子需要通過總線讀取另外一個板子上的RAM里的數(shù)據(jù))降低總線干擾，減少誤碼，并能提高數(shù)據(jù)使用速度(只有一個RAM的時候會占用總線)。(3)采樣板和開入開出板內(nèi)的CPLD起有RAM的作用，因此每個需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌遄又挥性谛枰懦鰯?shù)據(jù)的時候才會占用總線，提高了循環(huán)速度和總線利用率，同時降低了主控和顯示板的CPLD的容量要求。每個板內(nèi)的RAM與總線對于CPLD來說是并聯(lián)結(jié)構(gòu)，必要的時候(RAM損壞)CPLD可以跳過RAM直接從總線讀數(shù)。但是如此方法會降低循環(huán)速度和總線利用率，僅作為應急方案。如圖5所不,開入開出板6包括光I禹601和電磁繼電器602,開入或開出信號通過光耦601后與電磁繼電器602光耦合電連接，通過光耦OPl進行隔離，可以防止外部電磁干擾造成的沖擊和過電壓進板。所述的電磁繼電器602的線包有一反相并聯(lián)二極管D1，用于對線包進行保護，降低動作時的沖擊電壓。如圖6所不，HFBR-1527是光纖發(fā)射頭電路,它集成了光纖發(fā)光頭和發(fā)發(fā)送電路，集成有8個管腳，2腳為發(fā)送端，2腳分為三路，第一路通過上拉電阻R19接電源，上拉電阻選IOK電阻。第二路通過電容C12分別與4. 7UF電容和一個電阻電連接，構(gòu)成濾波電路， 電阻另一端與HFBR-1527的I腳電連接，電容與HFBR-1527的3、4、5、8電連接，構(gòu)成共地電路。第三路與PNP型三極的發(fā)射極電連接，三極管集電極接地，基極接發(fā)送控制端。增加PNP型三極的光纖發(fā)射頭外圍電路，與intersil推薦典型電路相比具有測量方便，信號強弱可調(diào)，信號穩(wěn)定等特點。主控板I、采樣板2、顯示板3、光纖板5、開入開出板6經(jīng)總線進板前都加的匹配電阻，用來消除進板時邊沿的波動，同時降低總線干擾。
權(quán)利要求1.用于電力有源濾波器的控制裝置，其特征是它包括主控板(I)、采樣板(2)、顯示板(3)、光纖板(5)、開入開出板(6)和觸摸屏(4)，主控板(I)通過總線接口(7)分別與第一采樣板、第二采樣、開入開出板(6)和光纖板(5)電連接，主控板(I)與顯示器和觸摸屏(4)通過顯示總線電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電力有源濾波器的控制裝置，其特征是采樣板的信號與差分放大器輸入端電連接，差分放大器米用AD620,差分放大器輸出端與A/D芯片輸入端電連接，由A/D芯片將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量；A/D芯片分別與RAM和CPLD電連接，RAM和CPLD與采樣板總線接口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電力有源濾波器的控制裝置，其特征是采樣板包括第一米樣板和第二米樣板，它們具有相同的電路構(gòu)架。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電力有源濾波器的控制裝置，其特征是采樣板采樣電阻使用大封裝直插精密電阻，統(tǒng)一順序焊接，使得電阻一端高出電路板。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電力有源濾波器的控制裝置，其特征是采樣板的信號輸入端與浮地之間和大地之間分別有兩組電容Cl、C2、C3，其中C3、Cl到機箱外部地，通過板內(nèi)螺柱與機箱外殼相連，C3、C2串聯(lián)到系統(tǒng)地，電容C3作為共公電容使用；兩組電容對輸入信號進行信號濾波和電磁屏蔽；AD620采樣電路采用正負電源供電，在正負電源串接穩(wěn)壓管D3和D6，D3和D6的連接點與AD620的同相端電連接，構(gòu)成信號鉗位電路；輸入端電阻R3與同相端一反相端之間的電容C7構(gòu)成輸入濾波器,在AD620的管腳I和8之間的電阻R9為倍率調(diào)節(jié)電阻；R9和Rl為取樣電阻，輸出端Rll與C9構(gòu)成二次濾波電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電力有源濾波器的控制裝置，其特征是主控板包括DSP、CPLD, RAM以及總線構(gòu)成總線電路連接，顯示板包括顯示驅(qū)動、IXD顯示器、顯示RAM，DSP、CPLD同時電連接主控板RAM和顯示板的RAM，顯示板的顯示驅(qū)動分別與RAM和IXD顯示器電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電力有源濾波器的控制裝置，其特征是開入開出板包括光耦和電磁繼電器，開入或開出信號通過光耦后與電磁繼電器光耦合電連接，通過光耦OPl進行隔離。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電力有源濾波器的控制裝置，其特征是光纖板包括光纖發(fā)射頭電路，光纖發(fā)射頭電路中的HFBR-1527是光纖發(fā)射頭電路，它集成有8個管腳，2腳為發(fā)送端，2腳分為三路，第一路通過上拉電阻R19接電源，上拉電阻選IOK電阻；第二路通過電容C12分別與4. 7UF電容和一個電阻電連接，構(gòu)成濾波電路，電阻另一端與HFBR-1527的I腳電連接，電容與HFBR-1527的3、4、5、8電連接，構(gòu)成共地電路；第三路與PNP型三極的發(fā)射極電連接，三極管集電極接地，基極接發(fā)送控制端。
專利摘要本實用新型涉及一種有源濾波器，特別是用于電力有源濾波器的控制裝置。它包括主控板(1)、采樣板(2)、顯示板(3)、光纖板(5)、開入開出板(6)和觸摸屏(4)，主控板(1)通過總線接口(7)分別與第一采樣板、第二采樣、開入開出板(6)和光纖板(5)電連接，主控板(1)與顯示器和觸摸屏(4)通過顯示總線電連接；采樣板(5)采集三相電流、電壓信號輸送至主控板(1)和顯示板(3)，主控板(1)進行算法處理，將需要輸出的控制信號發(fā)送至光纖板(5)、顯示板(3)和開入開出板(6)，光纖板(5)將IGBT控制信號通過光纖發(fā)送出去，開入開出板(6)將開關量通過繼電器發(fā)送出去，顯示板(3)與觸摸屏(4)直接進行數(shù)據(jù)傳輸，并將觸摸屏(4)接受到的信息反饋至主控板(1)。
文檔編號H02J3/01GK202602286SQ20112054761
公開日2012年12月12日 申請日期2011年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月24日
發(fā)明者張洪磊, 于春偉, 鄭紹忠, 張潔 申請人:西安天虹電器有限公司