基于双DSP的大功率变流器通用控制平台的设计

摘要：介绍一种大功率变流器通用控制平台，是以TMS320C6713B为浮点算法运算核，TMS320F2812为系统定点控制核的双DSP的控制系统架构。详细分析该系统设计各模块硬件电路和软件程序设计。该系统控制平台运算性能强，具有很好的通用性和扩展性，已成功应用于400 kVA岸电电源样机中。
关键词：大功率变流器；通用控制平台；双DSP；FPGA通信扩展

变流器技术及现代电力电子技术在交流变频调速、供电电源、电力系统输配电、电能质量控制等方面应用广泛。大功率变流器具有相同或相近的主回路结构。其控制器结构基本是由信号调理电路、A／D转换电路、微处理器(DSP或单片机)、PWM发生器、开关量输入输出、与上位机通信(串口或网口)电路等部分组成。因此，变流器装置控制器具有广泛的共性，这里提出一种基于双DSP(TMS320C6713B与TMS320F2812)架构的大功率变流器通用控制平台的设计方案。与变流器专用控制器相比通用性更强，有利于变流器控制器软硬件的模块化设计，并促进变流器装置控制算法研究，缩短其产品研发周期。

1 系统整体设计
图l为控制平台的控制系统框图，该系统设计以TI公司的双DSP处理器TMS320C6713B(浮点DSP)和TMS320F2812(定点DSP)为核心控制器。浮点DSP TMS320C6713B扩展AD总线、实现浮点运算、HPI接口在线编程；而定点DSPTMS320F2812事件管理器实现PWM控制、转速采集、开关状态控制、故障检测以及部分通信等功能。双端口RAMIDT70V25实现双DSP通信，具有IDT70V25 8 K×16 bit共享区，逻辑忙与中断访问仲裁方式。同时该控制系统扩展有1片FPGA，用于实现网络通信、ISP、液晶显示、键盘输入等。

2 系统硬件电路设计
2．1采集电路
2．1．1电流、电压检测电路
为有效调节变流器主回路输出电压、电流及功率因数等，分别采集三相电压、电流信号和直流环节电压等输出信号。