一种基于单周期多点采样的PWM测试系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于单周期多点采样的PWM测试系统，所述系统包括FPGA模块、DSP模块、阀控板、通信管理板和录波仪；所述FPGA模块和DSP模块均位于所述阀控板上，所述阀控板通过通信管理板与录波仪通信。本实用新型专利技术提供一种基于单周期多点采样的PWM测试系统，在单个采样周期内对PWM波形多点采样，把对PWM信号的实际采样频率提高了数倍；可以灵活配置，可以根据需求，设置成单周期16点、32点、48点等采样，以进一步提高采样频率，使测试录波波形更加精确，并可用于静止同步无功发生器SVG、静止同步无功补偿装置STATCOM、统一潮流控制器UPFC、高压直流输电装置的阀控装置中。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种基于单周期多点采样的PWM测试系统，所述系统包括FPGA模块、DSP模块、阀控板、通信管理板和录波仪；所述FPGA模块和DSP模块均位于所述阀控板上，所述阀控板通过通信管理板与录波仪通信。本技术提供一种基于单周期多点采样的PWM测试系统，在单个采样周期内对PWM波形多点采样，把对PWM信号的实际采样频率提高了数倍；可以灵活配置，可以根据需求，设置成单周期16点、32点、48点等采样，以进一步提高采样频率，使测试录波波形更加精确，并可用于静止同步无功发生器SVG、静止同步无功补偿装置STATCOM、统一潮流控制器UPFC、高压直流输电装置的阀控装置中。【专利说明】—种基于单周期多点采样的PWM测试系统
本技术涉及一种测试系统，具体讲涉及一种基于单周期多点采样的PWM测试系统。
技术介绍
目前，电力电子PWM变流器广泛应用在电力系统电能质量控制领域，如有源电力滤波器APF、SVG、STATC0M等。变流器相应控制器的整体结构一般采用的是控保(负责调节控制保护)、阀控(功率模块触发检测)、单元控制器(功率模块接口)的组成形式。为了实时监测变流器装置的工作状态，装置的上位机一般有遥测、遥信、录波等功能。其中录波功能可以在装置稳态或装置故障暂态时，把启动录波时刻前一段时间以及之后一段时间的装置模拟量、开关信号等存到上位机中。变流器的信号采样频率一般选择每工频周期128点(采样频率6.4kHz，采样周期156us)或256点((采样频率12.8kHz，采样周期 78us)。针对电流电压等模拟量，由于是工频变化，采样周期为156us或者78us时可以得到较为完整的录波波形。但对于PWM变流器中PWM波形输出的测试，由于其开关频率范围在几百Hz到几KHz，最小脉宽为数十us，若采样周期为156us或者78us，无法得到精确的PWM录波波形。目前PWM变流器上位机以及专用的电力系统故障录波装置中，都只有针对模拟量、开入开出量的录波通道，没有专门针对PWM波形的录波功能。电力系统RTDS(Real-TimeDigital Simulator,实时数字仿真系统)装置用户可以利用RTDS对单元控制器PWM输出进行小步长采样得到PWM录波信号，但RTDS装置价格昂贵，使用较为复杂。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本技术提供了一种基于单周期多点采样的PWM测试系统，用于静止同步无功发生器SVG、静止同步无功补偿装置STATC0M、统一潮流控制器UPFC、高压直流输电装置的阀控装置中。为了实现上述目的，本技术采取如下方案:本技术提供一种基于单周期多点采样的PWM测试系统，所述系统包括FPGA模块、DSP模块、阀控板、通信管理板和录波仪；所述FPGA模块和DSP模块均位于所述阀控板上，所述阀控板通过通信管理板与录波仪通信。所述FPGA模块实时比较调制波和载波大小，生成PWM波形，与所述DSP模块通信。所述FPGA模块在单个采样周期内，利用高频时钟，等时间间隔的多点采样PWM高低信号，把PWM高低变化以I和O的形式存到同一录波信号量中；FPGA模块把录波信号量发送给DSP模块，并在采样同步信号有效时，产生中断信号给DSP模块。单个采样周期内设置N个采样点进行采样，N取16、32或48。所述DSP模块对接收的中断信号进行中断处理，控制地址总线及数据总线及相关读写使能信号，DSP模块同时接收录波信号量，并启动背板通信，控制背板通信时序，经背板总线把录波信号量发送给通信管理板。所述通信管理板包括SRAM存储器和NAND FLASH存储器；所述SRAM存储器用于存储所述通信管理板接收的预录波信号量，所述NAND FLASH存储器用于存储启动录波后的录波信号量。所述通信管理板按照录波协议把存储的录波信号量传给所述录波仪。所述录波仪在单个采样周期内，解析PWM高低信号并按照时间先后顺序，等时间间隔完成单个采样周期的录波描点。与现有技术相比，本技术的有益效果在于:I)可用于静止同步无功发生器SVG、静止同步无功补偿装置STATC0M、统一潮流控制器UPFC、高压直流输电装置的阀控装置中；2 )本技术在单个采样周期内对PWM波形多点采样，把对PWM信号的实际采样频率提高了数倍；3)实现PWM测试成本较低，简单可靠，无需复杂且价格昂贵的RTDS装置；4)可以灵活配置，可以根据需求，设置成单周期16点、32点、48点等采样，以进一步提高采样频率，使测试录波波形更加精确。【专利附图】【附图说明】图1是基于单周期多点采样的PWM测试系统结构框图；图2是单周期多点采样的PWM测试过程图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术作进一步详细说明。本技术提供一种基于单周期多点采样的PWM测试系统，所述系统包括FPGA模块、DSP模块、阀控板、通信管理板和录波仪；所述FPGA模块和DSP模块均位于所述阀控板上，所述阀控板通过通信管理板与录波仪通信。所述FPGA模块根据正弦脉宽调制方法，实时比较调制波和载波大小，生成PWM波形，与所述DSP模块通信。所述FPGA模块在单个采样周期内，利用高频时钟，等时间间隔的多点采样PWM高低信号，把PWM高低变化以I和O的形式存到同一录波信号量中；FPGA模块把录波信号量发送给DSP模块，并在采样同步信号有效时，产生中断信号给DSP模块。单个采样周期内设置N个采样点进行采样，N取16、32或48。所述DSP模块对接收的中断信号进行中断处理，控制地址总线及数据总线及相关读写使能信号，DSP模块同时接收录波信号量，并启动背板通信，控制背板通信时序，经背板总线把录波信号量发送给通信管理板。所述通信管理板包括SRAM存储器和NAND FLASH存储器；所述SRAM存储器用于存储所述通信管理板接收的预录波信号量，所述NAND FLASH存储器用于存储启动录波后的录波信号量。所述通信管理板按照录波协议把存储的录波信号量传给所述录波仪。所述录波仪在单个采样周期内，解析PWM高低信号并按照时间先后顺序，等时间间隔完成单个采样周期的录波描点。实施例下面以采样周期156us、每周期16个点进行PWM采样为例，对本技术的实施例作详细说明。如图1，本技术提供一种基于单周期多点采样的PWM测试系统，包括FPGA模块、DSP模块、阀控板、通信管理板和录波仪；所述FPGA模块和DSP模块均位于所述阀控板上，所述阀控板通过通信管理板与录波仪通信。所述FPGA模块根据正弦脉宽调制方法，实时比较调制波和载波大小，生成PWM波形，与所述DSP模块通信。所述FPGA模块采用XC3S5000芯片；所述DSP模块采用TMS320F28335芯片。假设FPGA模块和DSP模块双口 RAM通信时间间隔为156us，双口 RAM中断信号由FPGA模块产生，周期也为156us。FPGA模块内部采用20MHz时钟采样和计数，PWM脉宽为32us，针对以上情况，如图2所示，测试系统按照以下过程实现单周期多点采样PWM测试:I)采样同步信号采用双口 RAM中断信号，20MHz时钟检测到该信号拉高后，FPGA模块开始采样PWM输出；2) 20MHz时钟每计9.75us进行一次PWM输出采样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张佃青，赵波，詹雄，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网智能电网研究院，中电普瑞科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：