本发明专利技术公开了一种基于CPLD芯片的电力电子装置辅助控制系统，包括DSP、驱动DSP工作的CPLD芯片、与CPLD芯片输入端相连的数字信号检测单元，及均与CPLD芯片输出端相连的显示报警部分、IGBT驱动板和接触器控制单元；CPLD芯片包括RS触发器组、置位逻辑与门、故障识别模块、保护逻辑与门、封锁逻辑或门、第一延时逻辑及第二延时逻辑。本发明专利技术的基于CPLD芯片的电力电子装置辅助控制系统，故障保护功能全面，涵盖了直流母线过压、直流过流、三相交流输出过压、三相交流负载过流等故障，通用性强，适用于各种常规的电力电子装置；并且提供了对故障类型进行识别的方法，能快速、及时的识别故障类型，并根据不同的故障类型采取不同的报警操作，使电力电子装置运行更加灵活高效。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子装置领域，具体涉及一种基于CPLD芯片的电力电子装置辅助控制系统。
技术介绍
电力电子装置是实现电能的可控变换、传输、处理和控制，将能量与信息高度集成于一体的装置。无论是传统产业，还是高技术产业，特别是在电力节能领域，都迫切需要提供高质量可控的电能。采用电力电子装置可以将各种能源高效率地变换成高质量电能，它已经成为弱电控制与强电运行之间，信息技术与先进制造技术之间，传统产业实现自动化、智能化、节能化、机电一体化之间的桥梁。因此，电力电子装置被广泛应用于能源、交通、通讯、国防、工业制造、航空航天、环境保护、家电等领域，已经成为国民经济发展、国家安全和人民日常生活中不可缺少的关键性装置。电力电子装置出现故障是无法避免的，不同的故障类型对于电力电子装置的影响也不同。识别故障的类型，并根据不同类型的故障，进行不同的处理，对电力电子装置安全、灵活运行具有重要意义。如对电力电子装置影响较小的偶然性或干扰性故障，辅助控制系统可以短时封锁PWM信号，待故障消失以后自动打开，可以避免装置不必要的频繁关机;而对于电力电子器件安全运行影响较大的故障信号，则应该迅速关死PWM信号，确保装置不会损坏。因此，识别故障的类型也十分重要。传统的利用硬件门电路(如CD4000系列芯片)实现的辅助控制逻辑，灵活性差，一旦系统设计完成，就无法根据不同装置的需要灵活调整。中国专利技术专利(授权公告号CN101895097B、授权公告日2012.12.05)公开了一种用FPGA软件实现的辅助控制逻辑，相比硬件门电路，设计更灵活，便于调整。但仍存在可以改进的地方:1、该电路功能较单一，只对交流过流和直流过压信号进行了处理，而对于其他可能的故障信号并没有考虑，应用场合受到限制，通用性不强；2、当出现故障，保护电路作用后，不能判断是哪些故障导致保护，也不能识别出最先出现的故障，不利于维护人员分析故障原因，并有针对性的对不同故障进行处理；3、故障的处理方式单一，灵活性、适应性不强。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述技术的不足，提供一种设计和调试更加灵活方便、故障保护功能全面、且能快速及时的识别故障类型的基于CPLD芯片的电力电子装置辅助控制系统，通用型强，适用于各种常规的电力电子装置。为实现上述目的，本专利技术所设计的基于CPLD芯片的电力电子装置辅助控制系统，包括DSP，还包括驱动所述DSP工作的CPLD芯片、与CPLD芯片输入端相连的数字信号检测单元，及均与CPLD芯片输出端相连的显示报警部分、IGBT驱动板和接触器控制单元；所述CPLD芯片包括:第一 RS触发器和第二 RS触发器，数字信号检测单元输出的开机信号和CPLD芯片掉电信号输送至第一 RS触发器的置位端，数字信号检测单元输出的一般性故障信号经过故障识别模块锁定后连至第一 RS触发器的复位端;数字信号检测单元输出的CPLD芯片掉电信号连至第二 RS触发器的置位端，数字信号检测单元输出的关键性故障信号连至第二 RS触发器的复位端;第一 RS触发器输出的一般性故障标志和第二 RS触发器输出的关键性故障标志均分别连至DSP、保护逻辑与门及封锁逻辑或门；DSP输出的P丽信号输送至保护逻辑与门，保护逻辑与门输出的Pmi信号输送至IGBT驱动板，封锁逻辑或门输出的封锁信号连至所述故障识别模块的输入端；置位逻辑与门，数字信号检测单元输出的无效开机信号或CPLD芯片掉电信号输送至置位逻辑与门后，置位逻辑与门输出的置位信号分别输送至第一 RS触发器、第二 RS触发器及开关检测逻辑与门，第一RS触发器和第二RS触发器置位，开关检测逻辑与门输出的开关检测信号输送至DSP。进一步地，所述数字信号检测单元输出的限流信号和所述置位逻辑与门输出的置位信号均输送至所述保护逻辑与门。进一步地，所述CPLD芯片还包括第一延时逻辑和第二延时逻辑;所述数字信号检测单元输出的时钟信号和DSP输出的PffM信号输送至第一延时逻辑，第一延时逻辑输出的延时信号输送至保护逻辑与门；所述数字信号检测单元输出的时钟信号和开机信号输送至第二延时逻辑，第二延时逻辑输出的延时信号分别输送至接触器控制单元和开关检测逻辑与门。进一步地，所述显示报警部分包括各故障灯、蜂鸣器、数码管及工作灯;所述数字信号检测单元输出的限流信号连至第二 RS触发器，第二 RS触发器输出的限流标志通过第一逻辑或门输出的限流闪烁灯至各故障灯，第一 RS触发器输出的一般性故障标志和第二 RS触发器输出的关键性故障标志分别连至各故障灯;第一 RS触发器输出的一般性故障标志和第二 RS触发器输出的关键性故障标志分别通过第二逻辑或门输出的蜂鸣器信号至蜂鸣器;封锁逻辑或门输出的封锁信号通过第三逻辑或门输出的工作灯信号至工作灯;数字信号检测单元输出的时钟信号和开机信号通过逻辑与门输出的数码管显示信号输送至数码管。进一步地，所述第二延时逻辑输出的延时信号输送至所述第三逻辑或门；所述第二延时逻辑输出的分频信号和脉冲信号分别输送至第一逻辑或门和第二逻辑或门。进一步地，所述故障识别模块包括多个故障识别逻辑门，每个一般性故障信号和所述封锁信号连至相对应的故障识别逻辑门输入端。进一步地，所述接触器控制单元的反馈信号输送至开关检测逻辑与门。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:本专利技术的基于CPLD芯片的电力电子装置辅助控制系统，故障保护功能全面，涵盖了直流母线过压、直流过流、三相交流输出过压、三相交流负载过流等故障，通用性强，适用于各种常规的电力电子装置;并且提供了对故障类型进行识别的方法，能快速、及时的识别故障类型，并根据不同的故障类型采取不同的报警操作，使电力电子装置运行更加灵活高效。【附图说明】图1为本专利技术基于CPLD芯片的电力电子装置辅助控制系统的电路图；图2为图1中RS触发器组连接示意图图；图3为图1中故障识别模块连接示意图；图4为图1中延时程序图。图中各部件标号如下:数字信号检测单元1、接触器控制单元2、DSP3、CPLD芯片4、显示报警部分5、置位逻辑与门6、故障识别模块7、开关检测逻辑与门8、第一延时逻辑9、保护逻辑与门10、第二延时逻辑11、第一逻辑或门12、封锁逻辑或门13、第二逻辑或门14、第三逻辑或门15、IGBT驱动板16、各故障灯17、蜂鸣器18、数码管19、工作灯20、逻辑与门21、第一RS触发器22、第二 RS触发器23、故障识别逻辑门24。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。如图1为基于CPLD芯片的电力电子装置辅助控制系统，包括DSP3、驱动DSP3工作的CPLD芯片4、与CPLD芯片4输入端相连的数字信号检测单元I，及均与CPLD芯片4输出端相连的显示报警部分5、IGBT驱动板16和接触器控制单元2。CPLD芯片4包括RS触发器组(第一RS触发器22、第二RS触发器23)、置位逻辑与门6、故障识别模块7、保护逻辑与门10、封锁逻辑或门13、第一延时逻辑9及第二延时逻辑11;显示报警部分5包括各故障灯17、蜂鸣器18、数码管19及工作灯20，用于显示系统工作时的各种状态，以及在出现故障时报警，不同的故障类型对应不同的报警方式；数字信号检测单元I负责检测电力电子装置的数字信号，送至CPLD芯片4中进本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于CPLD芯片的电力电子装置辅助控制系统，包括DSP(3)，其特征在于：还包括驱动所述DSP(3)工作的CPLD芯片(4)、与CPLD芯片(4)输入端相连的数字信号检测单元(1)，及均与CPLD芯片(4)输出端相连的显示报警部分(5)、IGBT驱动板(16)和接触器控制单元(2)；所述CPLD芯片(4)包括：第一RS触发器(22)和第二RS触发器(23)，数字信号检测单元(1)输出的开机信号和CPLD芯片(4)掉电信号输送至第一RS触发器(22)的置位端，数字信号检测单元(1)输出的一般性故障信号经过故障识别模块(7)锁定后连至第一RS触发器(22)的复位端；数字信号检测单元(4)输出的CPLD芯片(4)掉电信号连至第二RS触发器(23)的置位端，数字信号检测单元(1)输出的关键性故障信号连至第二RS触发器(23)的复位端；第一RS触发器(22)输出的一般性故障标志和第二RS触发器(23)输出的关键性故障标志均分别连至DSP(3)、保护逻辑与门(10)及封锁逻辑或门(13)；DSP(3)输出的PWM信号输送至保护逻辑与门(10)，保护逻辑与门(10)输出的PWM信号输送至IGBT驱动板(16)，封锁逻辑或门(13)输出的封锁信号连至所述故障识别模块(7)的输入端；置位逻辑与门(6)，数字信号检测单元(1)输出的无效开机信号或CPLD芯片(4)掉电信号输送至置位逻辑与门(6)后，置位逻辑与门(6)输出的置位信号分别输送至第一RS触发器(22)、第二RS触发器(23)及开关检测逻辑与门(8)，第一RS触发器(22)和第二RS触发器(23)置位，开关检测逻辑与门(8)输出的开关检测信号输送至DSP(3)。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宫力，何攀，丁稳房，蒋云昊，席自强，张杰，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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