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基于DSP和CPLD的低压断路器智能控制器

作者:时间:2012-03-31来源:网络收藏


0 引言

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/257600.htm

智能电网的发展,对低压电器的智能化提出了较高的要求,目前国内使用较多的小型断路器的智能化稳定性不够,在于其体积较小,将信号采集电路、动作执行和智能脱扣器都安装在本体内,开关内的强电场产生的电磁干扰和高温,使得断路器可靠性降低。本文介绍的脱离于断路器本体,并且能够连接多个断路器,实现对多个断路器的监控。

1 控制器的总体结构

群组的核心采用 TMS320F2812芯片,辅以 EPM3128芯片来实现键盘和液晶的时序逻辑,减少扩展芯片带来的体积问题,外围电路主要包括信号调理电路和脱扣控制电路等。为适应智能电网的无线通信,在中添加GPRS模块,使得断路器能够更好地融入到智能电网中。

2 控制器的硬件设计

所采集的多个断路器的电压、电流等信号,经过信号调理电路进行调理后送入处理器,经过信号的变换、运算和判断等处理,断路器有故障时通过脱扣电路实现脱扣。系统总体结构框图如图1所示。

2.1 信号调理电路模块设计

信号调理模块的主要功能,一是低通滤波,滤除高频噪声;二是信号放大,由于检测电流范围较大,为适应较大的动态范围,提高A/D采样分辨率,使变换后的数字信号尽可能准确反映模拟信号的大小,设计了两路放大环节。一路有较大的放大倍数,放大小电流时的信号;另一路放大倍数较小,进行大电流时的信号放大。因为A/D转换器的信号输入范围有限,为防止大电流信号时产生过高的输入电压,对检测电路和A/D转换器造成损坏,设计了电平限幅保护电路。

图2为每一相大电流信号滤波、平移、放大和限幅电路。由于A/D转换器输入电压范围为0~3 V;而输入信号是直流偏移电平为0 V的交变正弦波,所以设计电平偏移电路抬高电流信号。低通滤波和信号放大由两级运放组成。

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