变频控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种变频控制器，包括：ARM芯片、FPGA芯片、PCIe转PCI芯片、光纤以太网芯片、光纤以太网接口、电口以太网芯片和电口以太网接口；其中，光纤以太网接口，与光纤以太网芯片连接，用于通过光纤传输以太网数据；电口以太网接口，与电口以太网芯片连接，用于通过网线传输以太网数据；PCIe转PCI芯片与ARM芯片连接，用于将ARM芯片扩展出光纤以太网总线和电口以太网总线；FPGA芯片与ARM芯片连接，用于将ARM芯片下发的数据并行传输到多个外部变频设备。本实用新型专利技术通过ARM芯片和FPGA芯片联合实现变频控制器，能够实现快速响应和高精度变频控制，实时性强、灵活性高。

Variable frequency controller

【技术实现步骤摘要】
变频控制器
本技术涉及电子电路领域，尤其涉及一种变频控制器。
技术介绍
本部分旨在为权利要求书中陈述的本技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。变频传动技术是一种通过改变输入电源频率的方式来控制交流电机的技术，实现变频传动功能的装置一般称为变频控制器。近年来，由于交流变频传动技术具有控制性能优、使用范围广、驱动容量大、运行节能和维护成本低等优点，得到了突飞猛进的发展。目前，现有变频控制器主要是采用DSP处理器作为主控制芯片，利用DSP处理器中的已有电机控制的功能，设计好处理器外围，作为外部变频设备的控制器。但这种变频控制器，由于难以满足实时要求，只能适用于对变频设备实时性能要求不高的场合。还有一些变频控制器采用DSP+FPGA系统架构来实现变频控制器，这种架构的优点是结构灵活、通用性较强，利用DSP芯片的一些集成的程序包算法，开发周期短；其缺点是由于DSP处理器主频有限(通常为百兆级)，在实时任务处理，多任务处理方面性能存在不足。
技术实现思路
本技术实施例提供一种变频控制器，用以解决现有技术采用DSP芯片和FPGA芯片实现的变频控制器，由于DSP芯片主频有限，导致变频控制器的实时性较差的技术问题，该变频控制器包括：ARM芯片、FPGA芯片、PCIe转PCI芯片、光纤以太网芯片、光纤以太网接口、电口以太网芯片和电口以太网接口；其中，光纤以太网接口，与光纤以太网芯片连接，用于通过光纤传输以太网数据；电口以太网接口，与电口以太网芯片连接，用于通过网线传输以太网数据；PCIe转PCI芯片与ARM芯片连接，用于将ARM芯片扩展出光纤以太网总线和电口以太网总线，光纤以太网总线与光纤以太网芯片连接；电口以太网总线与电口以太网芯片连接；FPGA芯片与ARM芯片连接，用于将ARM芯片下发的数据并行传输到多个外部变频设备。本技术实施例中，将ARM芯片(主控制芯片)与FPGA芯片(外围接口芯片)连接，并通过PCIe转PCI芯片将ARM芯片扩展出光纤以太网总线、电口以太网总线，分别与光纤以太网芯片、电口以太网芯片连接，由于光纤以太网芯片能够通过光纤以太网接口实现光纤以太网报文的接收与发送；电口以太网芯片能够通过电口以太网接口实现电口以太网报文的接收与发送。通过本技术实施例，将ARM芯片作为变频器的主控制芯片，将FPGA芯片作为变频器的外围接口芯片，利用ARM芯片能够实现各种复杂算法，利用FPGA芯片不仅能够实现高速并行数据传输，还能够实现快速响应和高精度变频控制，实时性强、灵活性高。附图说明为了更清楚地说明本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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本技术实施例中提供的一种变频控制器示意图；图2为本技术实施例中提供的一种可选的变频控制器示意图。附图标记：101、ARM芯片；102、FPGA芯片；103、PCIe转PCI芯片；104a、光纤以太网芯片；104b、电口以太网芯片；105a、光纤以太网接口；105b电口以太网接口；106、USB接口；107、USB转TTL模块；108、CF卡接口；109、数码管驱动芯片；110、数码管；111、RTC时钟芯片；112、DDR内存；113、MMC存储器；114、外部扩展板；115、中断信号传输接口；116、CAN总线接口；117、RS485总线接口；118、RS232总线接口；119、SSI编码器信号接口；120、增量编码器信号接口；121、数字量输出信号接口；122、数字量输入信号接口；123、模拟量输出信号接口；124、模拟量输入信号接口；125、电源接口。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本技术实施例做进一步详细说明。在此，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，但并不作为对本技术的限定。本技术实施例中提供了一种变频控制器，图1为本技术实施例中提供的一种变频控制器示意图，如图1所示，该变频控制器可以包括：ARM芯片101、FPGA芯片102、PCIe转PCI芯片103、光纤以太网芯片104a、光纤以太网接口105a、电口以太网芯片104b和电口以太网接口105b；其中，光纤以太网接口105a，与光纤以太网芯片104a连接，用于通过光纤传输以太网数据；电口以太网接口105b，与电口以太网芯片104b连接，用于通过网线传输以太网数据；PCIe转PCI芯片103与ARM芯片101连接，用于将ARM芯片101扩展出光纤以太网总线和电口以太网总线，使得ARM芯片101通过扩展出的光纤以太网总线与光纤以太网芯片104a连接；通过扩展出的电口以太网总线与电口以太网芯片104b连接；FPGA芯片102与ARM芯片101连接，用于将ARM芯片101下发的数据并行传输到多个外部变频设备。需要说明的是，本技术实施例提供的变频控制器可以用于任意一种变频器的控制，可以是但不限于改变电机工作电源频率的变频器。可选地，本技术实施例中ARM芯片101可以采用MCIMX6Q5EYM12AD型号芯片；FPGA芯片102可以采用XC6SLX16-2FTG256C型号芯片。需要注意的是，本技术实施例提供的变频控制器，集成百兆标准以太网接口，支持TCP/IP协议，通过PCIe转PCI芯片103扩展出光纤以太网接口，实现高速以太网原始报文的收发。可选地，本技术实施例中，通过PCIe转PCI芯片103扩展出两路以太网总线，其中，一路为电口以太网，另一路为塑料光纤以太网。可选地，本技术实施例中PCIe转PCI芯片可以将一个PCIe总线接口扩展出两个PCI总线接口，每个PCI总线接口可以与一个以太网芯片连接。可选地，PCIe转PCI芯片可以XIO2001芯片。本技术实施例提供的变频控制器可以采用24V直流供电，通过底部的电源接口125与外部电源连接。可选地，电源接口125可以是电源端子。可选地，本技术实施例提供的变频控制器中，ARM芯片采用4核A9系列，主频可达1GHz。与现有DSP芯片的主频(百兆级)相比，本技术实施例提供的变频控制器，基于ARM+FPGA系统架构，能够实现快速实时响应和高精度变频控制，从而更适应于高端变频器及系统应用的需求。另外，本技术实施例提供的变频控制器中，FPGA芯片负责并行的高速数据处理，光纤数据通信等工作，通过协调配合实现一个控制器带多个电机的功能。可选地，ARM芯片可以通过本地总线与FPGA芯片进行高速数据通信。由上可知，本技术实施例提供的变频控制器，将ARM芯片(主控制芯片)与FPGA芯片(外围接口芯片)连接，并通过PCIe转PCI芯片将ARM芯片扩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变频控制器，其特征在于，包括：ARM芯片(101)、FPGA芯片(102)、PCIe转PCI芯片(103)、光纤以太网芯片(104a)、光纤以太网接口(105a)、电口以太网芯片(104b)和电口以太网接口(105b)；/n其中，光纤以太网接口(105a)，与所述光纤以太网芯片(104a)连接，用于通过光纤传输以太网数据；所述电口以太网接口(105b)，与所述电口以太网芯片(104b)连接，用于通过网线传输以太网数据；所述PCIe转PCI芯片(103)与所述ARM芯片(101)连接，用于将所述ARM芯片(101)扩展出光纤以太网总线和电口以太网总线，所述光纤以太网总线与所述光纤以太网芯片(104a)连接；所述电口以太网总线与所述电口以太网芯片(104b)连接；/n所述FPGA芯片(102)与所述ARM芯片(101)连接，用于将所述ARM芯片(101)下发的数据并行传输到多个外部变频设备。/n

【技术特征摘要】
1.一种变频控制器，其特征在于，包括：ARM芯片(101)、FPGA芯片(102)、PCIe转PCI芯片(103)、光纤以太网芯片(104a)、光纤以太网接口(105a)、电口以太网芯片(104b)和电口以太网接口(105b)；
其中，光纤以太网接口(105a)，与所述光纤以太网芯片(104a)连接，用于通过光纤传输以太网数据；所述电口以太网接口(105b)，与所述电口以太网芯片(104b)连接，用于通过网线传输以太网数据；所述PCIe转PCI芯片(103)与所述ARM芯片(101)连接，用于将所述ARM芯片(101)扩展出光纤以太网总线和电口以太网总线，所述光纤以太网总线与所述光纤以太网芯片(104a)连接；所述电口以太网总线与所述电口以太网芯片(104b)连接；
所述FPGA芯片(102)与所述ARM芯片(101)连接，用于将所述ARM芯片(101)下发的数据并行传输到多个外部变频设备。


2.如权利要求1所述的变频控制器，其特征在于，所述变频控制器还包括：USB接口(106)，与所述ARM芯片(101)连接，用于与外部USB设备通信。


3.如权利要求2所述的变频控制器，其特征在于，所述变频控制器还包括：USB转TTL模块(107)，与所述ARM芯片(101)连接，用于将USB数据转换为TTL数据。


4.如权利要求1所述的变频控制器，其特征在于，所述变频控制器还包括：CF卡接口(108)，与所述ARM芯片(101)连接，用于将数据存储至外部CF卡中或读取外部CF卡中的数据。


5.如权利要求1所述的变频控制器，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东，于洋，王云波，李铁，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，北京京诚瑞达电气工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11