時間:2010-05-18 15:04:46來源:wuyue
逆變電源的模塊化并聯(lián)運行可大大提高系統(tǒng)的靈活性,打破逆變電源在功率等級上的限制,用戶可根據(jù)需要組合系統(tǒng)的功率,同時便于實現(xiàn)冗余設計,因而具有高可靠性和易于大功率化的優(yōu)點。并聯(lián)逆變電源通信監(jiān)控技術(shù)的研究是交流電源系統(tǒng)從傳統(tǒng)的集中式供電向分布式供電乃至智能電源系統(tǒng)供電模式發(fā)展過程中必須解決的一個課題。本文介紹一種基于CAN現(xiàn)場總線的并聯(lián)逆變電源通信監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)充分利用TI公司TMS320LF2407A DSP芯片的內(nèi)部資源,通過CAN總線從各并聯(lián)模塊獲取并解析現(xiàn)場控制數(shù)據(jù),響應現(xiàn)場強實時性操作,實現(xiàn)對模塊工作的調(diào)度監(jiān)控,具有結(jié)構(gòu)簡潔、擴容方便及可靠性高的優(yōu)點。
1 系統(tǒng)組成
1.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)組成如圖1所示。系統(tǒng)由監(jiān)控主機、并聯(lián)電源模塊和CAN總線構(gòu)成。逆變電源模塊主要由PWM逆變器、DSP控制器、信號采樣和負載均流以及通信控制等部分構(gòu)成,選用TMS320LF2407A(DSP)作為控制核心。DSP根據(jù)反饋電壓、電流值與設定值差控制輸出PWM脈沖,驅(qū)動逆變橋功率開關(guān),輸出頻率、幅值、相位可調(diào)的正弦電壓。由LF2407A內(nèi)嵌CAN控制器接收來自CAN總線的命令實現(xiàn)對并聯(lián)逆變電源模塊的控制。
1.2 系統(tǒng)主要硬件
硬件模塊電路如圖2所示。因LF2407A芯片本身含有內(nèi)嵌式CAN控制器,所以硬件設計較為簡單,只需加一個收發(fā)器SN65HVD232D就可實現(xiàn)此節(jié)點與總線的接口。
SN65HVD232D是TI公司的CAN協(xié)議控制器和物理總線的接口芯片,符合ISO11898標準。它對總線提供差動發(fā)送能力,而對CAN控制器提供差動接收能力。終端加接120Ω匹配電阻,以保證數(shù)據(jù)通信的抗干擾能力及可靠性。
2 軟件設計
2.1 波特率設置的編程
CAN總線的傳輸速率與2個節(jié)點間的最大距離有關(guān),表1給出了CAN總線系統(tǒng)任意二節(jié)點間最大距離與位速率的關(guān)系。表中還同時給出LF2407A的位定時器配置寄存器BCR2和BCR1的數(shù)值。這些值的設定與LF2407A的主時鐘頻率有關(guān)。一般地可以按下面的公式計算位速率:
波特率=ICLK/[(BRP+1)×bitTime] (1)
標識符是作為報文的名稱,在仲裁過程中首先被送到總線。在接收器的驗收判斷中和仲裁過程確定訪問優(yōu)先權(quán)時都要用到。
遠程發(fā)送請求位(RTR)用來確定是發(fā)送數(shù)據(jù)幀還是遠程幀。當RTR為高電平時,CAN控制器發(fā)送遠程幀;為低電平時則發(fā)送數(shù)據(jù)幀。
2.3 程序流程設計
主從控制是一種較為成熟的逆變電源并聯(lián)控制方法,本設計采用爭主主從控制策略實現(xiàn)對并聯(lián)逆變電源系統(tǒng)的通信監(jiān)控。
若設置郵箱3為發(fā)送非廣播郵箱,郵箱2為接收非廣播信息郵箱,郵箱4為發(fā)送廣播的郵箱,郵箱0為接收廣播的郵箱。則信息接收和發(fā)送的程序流程圖分別如圖4和圖5所示。
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