一种基于双微控制器的光伏逆变器装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于双微控制器的光伏逆变器装置，包括一主微控制器和一辅微控制器；每个微控制器均包含应用层、操作系统内核层、模组层、驱动模块和微控制器硬件层；应用层，用于对实际需求进行分解处理和执行；微控制器硬件层，用于微控制器底层硬件的配置；驱动模块，用于各硬件外设功能的驱动配置以及接口设定；操作系统内核，包含通用型实时操作系统，用于调配微控制器底层资源，管理任务事件和任务切换；模组层，用于对功能模块的封装；主微控制器的应用层与辅微控制器的应用层用于对不同的需求进行处理。本发明专利技术方案方便光伏逆变器项目开发平台移植，缩减开发周期。可降低开发成本以及后续维护成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源光伏逆变器领域，特别涉及一种基于双微控制器的光伏逆变器装置。
技术介绍
目前市场上光伏逆变器的主控单元一般采用双微控制器(MicroControlUnit，简称微控制器)的硬件结构，其中既有安规认证的原因又有芯片负荷能力的原因。光伏市场需求的多样性以及公司产品技术更新需求，导致软件变动频繁，容易造成程序功能模块间耦合性提高，通用性降低等问题。为适应不同项目的需求，往往需要重新构建软件结构，这将增加开发周期和开发成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于双微控制器的光伏逆变器装置，以解决现有技术中，平台通用性低，开发周期长和开发成本高的问题。本专利技术公开了基于双微控制器的光伏逆变器装置，所述装置包括一主微控制器和一辅微控制器；每个所述微控制器均包含应用层、操作系统内核层、模组层、驱动模块和微控制器硬件层；所述应用层为顶层，所述操作系统内核层、模组层和驱动模块为中间层，所述微控制器硬件层为底层；所述应用层，用于对实际需求进行分解处理和执行；所述微控制器硬件层，用于微控制器底层硬件的配置；所述驱动模块，用于各硬件外设功能的驱动配置以及接口设定；所述操作系统内核，包含通用型实时操作系统，用于调配微控制器底层资源，管理任务事件和任务切换；所述模组层，用于对功能模块的封装；所述主微控制器的应用层与所述辅微控制器的应用层用于对不同的需求进行处理。优选的，所述主微控制器的应用层包括：显示控制单元，用于人机交互界面LCD/LED信息显示和接收用户输入的指令；第一调试接口单元，用于对接测试工具，对外传递内部有效调试信息；通讯接口单元，用于逆变器的对外通讯接口；烧录接口单元，用于接收逆变器程序文件并进行程序更新；Eeprom&RTC读写控制单元，用于Eeprom与RTC器件的数据读写操作；第一输入信号管理单元，用于处理输入信号；控制算法管理单元，用于管理逆变器内的控制算法；功率管理单元，用于逆变器的功率管理；第一输出信号管理单元，用于执行逆变器输出动作；运行状态管理单元，用于处理逆变器运行状态以及时序逻辑管理。第一安规管理单元，用于管理逆变器安规保护；第一自我保护管理单元，用于逆变器的自我保护；所述辅微控制器的应用层包括：第二调试接口单元，用于对接测试工具，对外传递内部有效调试信息。第二输入信号管理单元，用于处理输入信号；第二输出信号管理单元，用于执行逆变器输出动作；第二安规管理单元，用于管理逆变器安规保护；第二自我保护管理单元，用于逆变器的自我保护。优选的，所述功能模块为逆变控制模块、升压模块、MPPT模块封装、PV输入接法判断、安规检测功能接口模块、调试接口模块中的至少一个。优选的，所述微控制器硬件层，用于系统时钟、watchdog、RAM分区、ROM分区的配置。优选的，所述主微控制器包括第一数据交互单元，所述辅微控制器包括第二数据交互单元；所述第一数据交互单元和第二数据交互单元用于一致性检测采样数据传递、运行参数传递、错误警告信息传递、调试信息传递以及所述辅微控制器程序更新文件传递。优选的，所述第一数据交互单元包括第一一致性检测采样数据单元，所述第二数据交互单元包括第二一致性检测采样数据单元，所述第一一致性检测采样数据单元和所述第二一致性检测采样数据单元用于进行数据一致性检测；所述一致性检测采样数据单元包括第一AD信号采集单元、第一接收数据判断单元、第一运算单元、第一超范围判断单元以及第一提示信息输出单元；所述第一AD信号采集单元用于采集AD信号；所述第一接收数据判断单元，用于判断是否接收到所述辅微控制器的数据；所述第一运算单元，用于在所述第一接收数据判断单元判断到接收到所述辅微控制器的数据时，对同一信号数据做差求绝对值；所述第一超范围判断单元，用于判断所述第一运算单元计算得到的绝对值是否超出偏差范围；所述第一提示信息输出单元，用于在所述第一超范围判断单元判断到绝对值超出偏差范围时，输出提示信息并断开输出relay；所述第二AD信号采集单元用于采集AD信号；所述第二接收数据判断单元，用于判断是否接收到所述主微控制器的数据；所述第二运算单元，用于在所述第二接收数据判断单元判断接收到所述主微控制器的数据对同一信号数据做差求绝对值；所述第二超范围判断单元，用于判断所述第二运算单元计算得到的绝对值是否超出偏差范围；所述第二提示信息输出单元，用于在所述第二超范围判断单元判断到绝对值超出偏差范围时，输出提示信息并断开输出relay。优选的，所述控制算法为Boost控制算法、逆变控制算法或PLL算法。有益效果：本专利技术提供一种基于双微控制器的光伏逆变器软件结构，以两个微控制器为硬件基础设计软件结构，采取一主一从的方式。主MCU主要完成逆变器运行状态管理和算法控制工作，副MCU则主要为安规冗余设计并协助管理相关外设，负责处理备份信号采集数据以供主MCU做数据一致性检测以及提供监控调试通讯的接口等。这样的方式方便光伏逆变器项目开发平台移植，缩减开发周期。可降低开发成本以及后续维护成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术微控制器的软件分层图；图2为本专利技术主/辅微控制器应用层工作分配图；图3为本专利技术主/辅微控制器数据交互示意图；图4为本专利技术主采样数据一致性检测流程图；图5为本专利技术辅微控制器采样数据一致性检测流程图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的主旨在于提供一种基于双微控制器的光伏逆变器软件结构，以两个微控制器为硬件基础设计软件结构，采取一主一从的方式，使两个微控制器分别完成不同的工作，同时每个微控制器均具有顶层的应用层、中间层和底层。中间层中对功能模块进行封装，后续新的项目中相同的功能模块可以直接调用，无需重新开发。本专利技术中的两个微控制器一个为主微控制器(主MCU，记作Mater-MCU)，一个为辅微控制器(副MCU，记作Slave-MCU)。首先，如图1所示，各微控制器分层结构包含底层、中间层和顶层。应用层为顶层，会调用在其他层中实现的功能函数。操作系统内核层、模组层和驱动模块为中间层，它们之间基本没有关联，互相独立。操作系统内核层和驱动模块都会对MCU硬件进行操作，MCU硬件层处于最底层。MCU硬件层，主要负责MCU底层硬件的配置，包含系统时钟、watchdog、RAM分区、ROM分区等项次的配置。驱动模块，主要负责各硬件外设功能的驱动配置以及接口设定。操作系统内核，主要是指实时操作系统的内核接口以及任务建立。模组层，主要负责对功能模块的封装，包含逆变控制模块封装、升压模块封装、MPPT模块封装、PV输入接法判断封装、各安规检测功能接口封装、调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双微控制器的光伏逆变器装置，其特征在于，所述装置包括一主微控制器和一辅微控制器；每个所述微控制器均包含应用层、操作系统内核层、模组层、驱动模块和微控制器硬件层；所述应用层为顶层，所述操作系统内核层、模组层和驱动模块为中间层，所述微控制器硬件层为底层；所述应用层，用于对实际需求进行分解处理和执行；所述微控制器硬件层，用于微控制器底层硬件的配置；所述驱动模块，用于各硬件外设功能的驱动配置以及接口设定；所述操作系统内核，包含通用型实时操作系统，用于调配微控制器底层资源，管理任务事件和任务切换；所述模组层，用于对功能模块的封装；所述主微控制器的应用层与所述辅微控制器的应用层用于对不同的需求进行处理。

【技术特征摘要】
1.一种基于双微控制器的光伏逆变器装置，其特征在于，所述装置包括一主微控制器和一辅微控制器；每个所述微控制器均包含应用层、操作系统内核层、模组层、驱动模块和微控制器硬件层；所述应用层为顶层，所述操作系统内核层、模组层和驱动模块为中间层，所述微控制器硬件层为底层；所述应用层，用于对实际需求进行分解处理和执行；所述微控制器硬件层，用于微控制器底层硬件的配置；所述驱动模块，用于各硬件外设功能的驱动配置以及接口设定；所述操作系统内核，包含通用型实时操作系统，用于调配微控制器底层资源，管理任务事件和任务切换；所述模组层，用于对功能模块的封装；所述主微控制器的应用层与所述辅微控制器的应用层用于对不同的需求进行处理。2.如权利要求1所述的基于双微控制器的光伏逆变器装置，其特征在于，所述主微控制器的应用层包括：显示控制单元，用于人机交互界面LCD/LED信息显示和接收用户输入的指令；第一调试接口单元，用于对接测试工具，对外传递内部有效调试信息；通讯接口单元，用于逆变器的对外通讯接口；烧录接口单元，用于接收逆变器程序文件并进行程序更新；Eeprom&RTC读写控制单元，用于Eeprom与RTC器件的数据读写操作；第一输入信号管理单元，用于处理输入信号；控制算法管理单元，用于管理逆变器内的控制算法；功率管理单元，用于逆变器的功率管理；第一输出信号管理单元，用于执行逆变器输出动作；运行状态管理单元，用于处理逆变器运行状态以及时序逻辑管理。第一安规管理单元，用于管理逆变器安规保护；第一自我保护管理单元，用于逆变器的自我保护；所述辅微控制器的应用层包括：第二调试接口单元，用于对接测试工具，对外传递内部有效调试信息。第二输入信号管理单元，用于处理输入信号；第二输出信号管理单元，用于执行逆变器输出动作；第二安规管理单元，用于管理逆变器安规保护；第二自我保护管理单元，用于逆变器的自我保护。3.如权利要求1所述的基于双微控制器的光伏逆变器装置，其特征在于，所述功能模块为逆变控制模块、升压模块、MPPT模块封装、PV输入接法判断、安规检测功能接口模块、调试接口模块中的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王进城，舒成维，
申请(专利权)人：江苏兆伏新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32