一种可编程交流电源数字平台及其控制方法

摘要

本发明涉及可编程交流电源的控制、分析及显示数字平台，更具体地，涉及一种基于FPGA、DSP和ARM的可编程交流电源数字平台及其控制方法。本发明的可编程交流电源数字平台，包括逆变器及信号采集电路、散热装置、数控及显示平台。其中：逆变器及信号采集电路包括逆变器核心电路、温度检测电路、LC滤波电路、数据采集模块。数控及显示平台包括：现场可编程门阵列（FPGA）模块、数字信号处理器（DSP）模块、按键电路、LCD显示电路、ARM处理器模块、通信扩展电路。本发明的可编程交流电源数字平台，FPGA与DSP、ARM组成一个闭环控制系统，实现可编程电源的高精度输出。

主权项

一种可编程交流电源数字平台，其特征在于，包括依次连接的逆变器及信号采集系统、数控及显示平台系统、散热装置，其中：逆变器及信号采集系统包括温度检测电路、依次连接的逆变器核心电路、LC滤波电路和数据采集模块；逆变器核心电路，用于完成AC‑DC‑AC转换过程，包括依次连接的全桥整流电路、功率因素矫正电路、DC TO DC功率电路和DC TO AC功率电路；温度检测电路用于检测上述功率电路的温度；全桥整流电路，用于将市电全桥整流成直流；DC TO DC功率电路，用于将整流后的信号转换成母线电压；DC TO AC功率电路，用于将母线电压转换成交流信号；功率因素矫正电路，用于实现输出信号的功率因素矫正；数控及显示平台系统，用于逆变器驱动信号SPWM与PWM的产生、逆变器异常状态的检测、逆变器输出信号的实时检测、逆变器闭环反馈控制、系统温度的监控、各种输入输出参数与波形的显示及通信接口的扩展，包括现场可编程门阵列模块、数字信号处理器模块、按键电路、LCD显示电路、ARM处理器模块和通信接口电路；其中：现场可编程门阵列模块，用于产生逆变器驱动信号SPWM 和PWM、逆变器核心电路异常状态的检测和中断、散热装置的调节、以及发出相应的状态信息到ARM处理器模块；数字信号处理器模块，与数据采集模块连接，用于收集数据采样模块得到的输出信号数据，并进行计算分析，获得输出信号的各项参数，并将分析的结果与ARM处理器模块传送的设置参数对比，将反馈参数传递给ARM处理器模块和现场可编程门阵列模块；ARM处理器模块，用来实现人机交互功能，驱动按键电路和显示电路，并扩展各种通信接口电路；将用户设置参数传送给现场可编程门阵列模块和数字信号处理器模块，并接收数字信号处理器模块的分析结果和现场可编程门阵列模块的状态信息，然后将结果和信息保存并通过显示电路显示；现场可编程门阵列模块、数字信号处理器模块和ARM处理器模块两两相连，组成闭环控制系统；散热装置、温度检测电路和现场可编程门阵列模块组成闭环控制系统，逆变器核心电路中的功率因素矫正电路、DC TO DC功率电路、DC TO AC功率电路均连接于现场可编程门阵列模块上。