一种电力电子装置控制器制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种电力电子装置控制器，包括采样开入开出板和主控板，所述采样开入开出板上设置有采样接口、开入接口及开出接口，所述主控板上设置有FPGA处理器；所述采样开入开出板和主控板按上下顺序依次层叠设置，所述采样开入开出板和主控板通过排线连接。本实用新型专利技术采用单片FPGA芯片来完成整套系统的控制，具有故障点少、稳定性高、可扩展性强、控制器体积小等一系列优点。

A Power Electronic Device Controller

The utility model relates to a power electronic device controller, which comprises a sampling input and output board and a main control board. The sampling input and output board is provided with a sampling interface, an input interface and an output interface, and the main control board is provided with a FPGA processor. The sampling input and output board and the main control board are arranged in sequence of top and bottom, and the sampling input and output board and the main control board are arranged through rows. Line connection. The utility model uses a single chip of FPGA chip to complete the control of the whole system, which has a series of advantages such as fewer fault points, high stability, strong expansibility, small controller volume, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种电力电子装置控制器
本技术涉及一种电力电子装置控制器，属于电力电子控制

技术介绍
电力电子技术是实现高效节能、改造传统产业并促进机电一体化的关键技术。它是弱电控制与强电运行之间、信息技术与先进制造技术之间的桥梁，是我国国民经济的重要基础技术，是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。随着电力电子装置的不断发展，对控制系统的实时性、鲁棒性、精确性以及体积尺寸的要求越来越高。现场可编程门阵列(FPGA)是一种程序驱动逻辑器件，其控制程序存储在内存中，加电后，程序自动装载到芯片执行。现场可编程门阵列一般由2个可编程模块和存储SRAM构成。现场可编程门阵列的内部存储单元SRAM(静态存储器)是专门设计的，具有可靠性高、抗干扰能力强、保密性好等优点，在不利的情况下也能保证安全性，不至于发生软错误，因此基于现场可编程门阵列设计的系统具有高度可靠性。基于现场可编程门阵列的系统设计不同于传统的设计方法，是一种自上而下的设计，从系统设计总体要求出发，逐步将设计内容细化，最后完成系统的整体设计，这种设计使得电路设计更趋于合理，显著缩短了设计周期，降低成本，降低了硬件电路设计的难度。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种电力电子装置控制器，用以解决现有电力电子控制器难以进一步扩展的问题。为实现上述目的，本技术的方案包括：本技术的一种电力电子装置控制器，包括采样开入开出板和主控板，所述采样开入开出板上设置有采样接口、开入接口及开出接口，所述主控板上设置有FPGA处理器；所述采样开入开出板和主控板按上下顺序依次层叠设置，所述采样开入开出板和主控板通过第一排线连接。本技术采用单片FPGA芯片来完成整套系统的控制，具有故障点少、稳定性高、可扩展性强、控制器体积小等一系列优点。且PCB板层叠设置，节省空间。进一步的，还包括光纤扩展板，所述光纤扩展板上设置有光纤接口；所述光纤扩展板设置于所述主控板下方，所述采样开入开出板设置于所述主控板上方，所述光纤扩展板和主控板通过第二排线连接。进一步的，所述第一排线和第二排线均为PFC排线。本技术的基于FPGA的主控板与其他各个功能PCB板之间的接口通过表贴式PFC端子和抗干扰PFC排线相连，避免了通过母板或者插针式端子相连接，能够减少故障点，保证PCB的信号完整性及减小控制器的体积。进一步的，所述主控板四周设置有光纤接口。进一步的，所述光纤扩展板四周设置有光纤接口。本技术FPGA所在的主控板和光纤扩展板通过四周出光纤的方式，大大减小了控制器的体积和信号的路径，有助于提升信号的稳定性。附图说明图1是本技术的一种电力电子装置控制器模块示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细的说明。如图1所示的一种电力电子装置控制器模块，包括主控板、采样+开入开出板(采样+IO板)及光纤扩展板；主控板连接采样+开入开出板及光纤扩展板。主控板上设有FPGA芯片，并基于单一FPGA平台进行开发，主控板四周的光纤接头用于与系统的功率模块相连；采样+开入开出板包括8路开出和16路开入接口、六路电压采样和六路电流采样接口；采样+开入开出板的采集接口采集控制系统所需要的系统电压、装置输出电压、装置输出电流和系统电流，开入开出接口与整套系统的开入检测量和开出控制量相连；整个采样+开入开出板的信号与主控板相连，把所有采样数据、检测数据及控制开出数据发送到主控板的FPGA；FPGA用于保护和算法的计算，通过开入接口检测整个装置的电气回路及门控等的开关状态，并且根据各个点的状态和算法的流程通过开出来控制整机的运行流程。主控板采用全新的方案，即基于单一FPGA平台开发，FPGA完成收集采样数据和功率模块数据来进行无功和谐波计算、系统的控制算法的实现、上位机和后台以及AVG等外围通讯、每个功率模块的调制波生成、故障判断和保护等功能；此方案基于单片FPGA为开发平台，具有故障点少、稳定性高、可扩展性强、控制器体积小等一系列优点。光纤扩展板用于实现光纤接口的扩展，可根据实际情况和需要来添加，主控板有一部分光纤接头与功率模块直接相连，光纤扩展板周围布置的光纤接头与剩余功率模块通过光纤直接相连。采样+开入开出板和光纤扩展板均通过PFC端子及抗干扰PFC排线与主控板直接相连，运用表贴式PFC端子能够保证PCB的信号完整性以及减小控制器的体积。本技术的核心在于，提出了一种小型化的级联电力电子装置控制器，控制器为基于单片FPGA平台的方式。开创了此类产品控制器完全基于FPGA开发的先河。控制器一共含三块PCB板，最上层板为采样+开入开出板、中间一层板为基于单片FPGA为开发平台的主控板、下层板为光纤扩展板，光纤扩展板可根据电压等级情况选择加或不加。三块PCB板之间通过FPC端子和FPC排线连接。基于单片FPGA控制具有故障点少、可靠性高、扩展性强、控制速度及保护速度高等优点。该控制器可用于高压SVG、APF、变频器等级联电力电子装置中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力电子装置控制器，其特征在于，包括采样开入开出板和主控板，所述采样开入开出板上设置有采样接口、开入接口及开出接口，所述主控板上设置有FPGA处理器；所述采样开入开出板和主控板按上下顺序依次层叠设置，所述采样开入开出板和主控板通过第一排线连接。

【技术特征摘要】
1.一种电力电子装置控制器，其特征在于，包括采样开入开出板和主控板，所述采样开入开出板上设置有采样接口、开入接口及开出接口，所述主控板上设置有FPGA处理器；所述采样开入开出板和主控板按上下顺序依次层叠设置，所述采样开入开出板和主控板通过第一排线连接。2.根据权利要求1所述的一种电力电子装置控制器，其特征在于，还包括光纤扩展板，所述光纤扩展板上设置有光纤接口；所述光纤扩展板设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈斌，齐红柱，张紫阳，王继琴，
申请(专利权)人：河南森源电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41