链式SVG功率单元控制电路制造技术

本发明专利技术涉及一种链式SVG功率单元控制电路，包括光纤接收/发送电路、模拟量采集电路、IGBT前级驱动电路、AVR控制电路和CPLD可编程逻辑器件，光纤接收/发送电路与CPLD可编程逻辑器件连接，CPLD可编程逻辑器件分别与IGBT前级驱动电路和AVR控制电路连接，AVR控制电路与模拟量采集电路连接。本控制电路集成度高、控制能力强，能实现控制过程的高速度、高精度的要求，而且还具有较强的抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统交流配电输电
，具体涉及一种链式SVG功率单元控制电路。
技术介绍
配电网静止无功补偿器(DSTATC0M)是一种能够有效改善配电网电能质量的设备，它既能够补偿负荷无功电流、负序电流，以及谐波电流，也能够稳定连接点电压水平。由于其先进的控制性能和良好的补偿效果，使其成为当今电力系统柔性交流输电装置研制的热点。DSTATC0M已成为现阶段配电网无功补偿和电能质量控制的研究发展方向。随着配电网静止同步补偿器D-STATC0M技术的发展，带动了其系统控制方案的革新以及相应控制器的升级，如今的控制器已由多芯片分工架构代替了原来的单芯片控制。当开发大容量的链 式SVG时，强电对驱动信号的电磁干扰和多功率单元的信号传输成为该领域重点研究的对象。为了保证驱动信号可靠高速，现今都采用了光纤传输。根据光纤的带宽设计驱动信号的传输模式。
技术实现思路
本专利技术公开一种控制能力强，能实现控制过程的高速度、高精度的要求，而且还具有较强的抗干扰能力。本专利技术所采用的技术如下一种链式SVG功率单元控制电路，包括光纤接收/发送电路、模拟量采集电路、IGBT前级驱动电路、AVR控制电路和CPLD可编程逻辑器件，光纤接收/发送电路与CPLD可编程逻辑器件连接，CPLD可编程逻辑器件分别与IGBT前级驱动电路和AVR控制电路连接，AVR控制电路与模拟量采集电路连接。本专利技术还具有如下特点 I、所述的CPLD可编程逻辑器件包括EPMl270芯片。2、所述的AVR控制电路系统包括ATmega8L芯片。3、所述的IGBT前级驱动电路包括⑶40106芯片。4、所述的光纤接收/发送电路包括上行光纤电路和下行光纤电路，上行光纤电路主控制器传送IGBT的状态，下行光纤电路接收主控制器发给各单元的指令和经由FPGA调制编码好的号。本专利技术为四层PCB，集成度高、控制能力强，能实现控制过程的高速度、高精度的要求，而且还具有较强的抗干扰能力。附图说明图I为本专利技术电路结构拓扑 图2为光纤传输电路； 图3为模拟量采集电路图；图4为IGBT前级驱动电路 图5为ATmega8L芯片电路 图6是EPM1270芯片电路图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本 专利技术做进一步的说明。实施例I 如图I所示，一种链式SVG功率单元控制电路，包括光纤接收/发送电路I、模拟量采集电路5、IGBT前级驱动电路4、AVR控制电路2和CPLD可编程逻辑器件3，其特征在于光纤接收/发送电路I与CPLD可编程逻辑器件连接3，CPLD可编程逻辑器件3分别与IGBT前级驱动电路4和AVR控制电路2连接，AVR控制电路2与模拟量采集电路5连接。实施例2 如图2所示，为了节省成本和提高信号质量，在单元控制板上采用两根光纤与主控连接，分为上行光纤和下行光纤。电路图见附图2所示。下行光纤主要接收主控发给单元的指令和经由FPGA调制编码好的信号。此信号混合了多种信息，由单元控制器上的EPM1270 (CPLD)接收并恢复成不同的PWM信号去往IGBT。上行光纤则是向主控传送IGBT的状态。在此需要注意的是光纤接收端的上拉电阻不要太大，过大会导致信号沿斜坡过长，CPLD检测就会出现信号丢失，对于解码的算法非常不利。实施例3 见图3所示，差分电压信号经过LM348内部两级的运放电路，实现了的关系转换。等式中是输入，是输出，I. 5V是运放电路的一个基准电压。这个电路的优势是采集模拟量的同时检测基准电压，当基准电压不稳定时也不会影响采样的精度的一致性。温度采集电路主要是接收LM35输出的电压信号。根据LM35的温度特性可知测量温度每上升一度，LM35输出电压增加10mv，g卩10mv/° C。100°范围内输出为0-0. 99V。根据实际经验设计的采集电路末端钳位在(Γ3. 3V。实施例4 驱动电路要保证到IGBT的PWM的真实性，即PWM的上升沿下降沿斜坡坡度要陡，IGBT之间才能配合实现开关准确，不出现直通现象。硬件的可靠保证，在程序中可相应的缩小死区时间，最终提高电压利用率。如图4所示，⑶40106具有高效的驱动能力，很好的保证了 PWM波形的反转速度，实现了 IGBT的完美驱动。而在CPLD解码后，得到的PWM信号是3. 3V的，通过2N2222三极管提高到5V，再到电路CD40106实现的是PWM信号经过两个非门后输出，电平也就在这一过程中得到转换。此时才能满足电路CD40106的输入电压要求，完成高电平为15V的PWM转换。实施例5 如图5所示，所述的AVR控制芯片是以ATmegaSL为主控芯片；选用的此单片机芯片的优点是其自身有两路AD的采集模块，精度为10位，满足需求；供电电压范围与CPLD—致，都为3. 3V，这样两芯片之间信号可直接互通，无须加电阻限压；成本低廉。实施例6所述的CPLD可编程逻辑器件是以EPM1270为主控芯片。EPM1270优点为足够的存储空间、逻辑单元和引脚数；片内FLASH烧写工作稳定，逻辑处理数字信号方便；同等级CPLD性价比很高。根据链式SVG静止无功补偿发生器的动态响应特征，在功率单元内部配有单元控制器。其功能主要实现了一下几个方面 I.接收主控制器传输的指令和数据。以往的设计中，单元控制器直接接收主控发送的PWM控制信号。这样在硬件就需要多路光纤，此种电路在多P丽信号可能由于硬件电路板上布线不同而导致不同步，与此同时光纤电路的增加也增加了硬件电路成本。本设计中硬件电路光纤部分采用两根光纤与主控制器连接实现指令、信号数据的传输功能。2.电压、温度采集电路 由于链式SVG主电路拓扑上各个单元直流母线相互独立而导致电压不一致。软件算法上需要各个单元的直流母线电压有效值。这就需要进行精确的电压采集电路。经过前级分压板后，差分电压信号进入单元控制板采样电路LM348。经过运放电路调节后进入单片机中。而温度信号也是经过LM35采集后转换成电压信号接进LM348相应的运放电路中调理后再给单片机的。3. IGBT前级驱动电路 根据所设计IGBT驱动板的特征，选用CD40106芯片并设计外围电路。驱动电路要保证到IGBT的PWM的真实性，即PWM的上升沿下降沿斜坡坡度要陡，IGBT之间才能配合实现开关准确，不出现直通现象。硬件的可靠保证，在程序中可相应的缩小死区时间，最终提高电压利用率。本专利技术为四层PCB，集成度高、控制能力强，能实现控制过程的高速度、高精度的要求，而且还具有较强的抗干扰能力。权利要求1.链式SVG功率单元控制电路，包括光纤接收/发送电路、模拟量采集电路、IGBT前级驱动电路、AVR控制电路和CPLD可编程逻辑器件，其特征在于光纤接收/发送电路与CPLD可编程逻辑器件连接，CPLD可编程逻辑器件分别与IGBT前级驱动电路和AVR控制电路连接，AVR控制电路与模拟量采集电路连接。2.根据权利要求I所述的链式SVG功率单元控制电路，其特征在于所述的CPLD可编程逻辑器件包括EPM1270芯片。3.根据权利要求I所述的链式SVG功率单元控制电路，其特征在于所述的AVR控制电路系统包括ATmega8L芯片。4.根据权利要求I所述的链式SVG功率单元控制电路，其特征在于所述的IGBT前级驱动电路包括⑶4010本文档来自技高网...

【技术保护点】
链式SVG功率单元控制电路，包括光纤接收/发送电路、模拟量采集电路、IGBT前级驱动电路、AVR控制电路和CPLD可编程逻辑器件，其特征在于：光纤接收/发送电路与CPLD可编程逻辑器件连接，CPLD可编程逻辑器件分别与IGBT前级驱动电路和AVR控制电路连接，AVR控制电路与模拟量采集电路连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何建华，孙敬华，陈晨，王瑞舰，肖心凯，刘震，刘振中，郎帅，杜丽，关微，胡丽刚，李春梅，
申请(专利权)人：哈尔滨九洲电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：