[发明专利]基于DSP与CPLD的级联十一电平动态电压恢复器控制系统

权利要求书

1.一种基于DSP与CPLD的级联十一电平动态电压恢复器控制系统，其特征在于它是由信号整形变换调理电路、中央数据处理电路、CPLD扩展电路、光电隔离及功率驱动电路和门极可关断级联H桥电路组成；所说的信号整形变换调理电路的输入端连接外部输电电路的电压互感器和电流互感器，其输出端连接中央数据处理电路的输入端，中央数据处理电路依DSP总线连接可以减轻DSP的数据处理量、并提高输出PWM信号数量的CPLD扩展电路；CPLD扩展电路输出的多路PWM信号连接光电隔离及功率驱动电路，功率驱动电路的输出端连接级联多电平拓扑电路各个IPM功率模块中的IGBT门极输入端。

2.根据权利要求1所说的一种基于DSP与CPLD的级联十一电平动态电压恢复器控制系统，其特征在于所说的信号整形变换调理电路由电压、电流交流采样前端电路和频率方波变换电路构成；交流采样前端电路将采集的电压、电流信号处理后送入中央数据处理电路中的A/D模块输入端；频率方波变换电路将电压信号变换为方波信号输入到中央数据处理电路中的捕获模块输入端。

3.根据权利要求2所说的一种基于DSP与CPLD的级联十一电平动态电压恢复器控制系统，其特征在于所说的信号整形变换调理电路中的电压、电流交流采样前端电路是由限幅保护电路、互感器相移补偿及阻容滤波电路构成；限幅保护电路是由二极管构成，互感器相移补偿及阻容滤波电路是由电阻和电容构成。

4.根据权利要求2所说的一种基于DSP与CPLD的级联十一电平动态电压恢复器控制系统，其特征在于所说的信号整形变换调理电路中将采集的信号处理后送入中央数据处理电路中的捕获模块进行采样的频率方波变换电路是由迟滞电压比较器以及分压电路构成；迟滞电压比较器是由电阻及比较器构成，分压电路是由分压电阻构成。

5.根据权利要求1所说的一种基于DSP与CPLD的级联十一电平动态电压恢复器控制系统，其特征在于所说的中央数据处理电路是由DSP芯片、CPLD扩展芯片、电源管理模块、晶振电路以及DSP总线驱动电路构成；负责提供电能的电源管理模块的输出端连接DSP芯片的电源接口，晶振电路的输出端连接DSP芯片的时钟信号输入引脚。

6.根据权利要求5所说的一种基于DSP与CPLD的级联十一电平动态电压恢复器控制系统，其特征在于所说的中央数据处理电路的工作步骤为：

(1)采样：通过一片TMS320F2812对调制波采样；

(2)计算：对调制波采样进行实时计算；

(3)数据传送：将计算好的占空比数值传送给CPLD；

(4)数据比较：由CPLD设计多个计数器实现多列载波，并和DSP传送来的占空比数据进行比较；

(5)信号输出：从而输出相应的多路PWM信号，不仅减轻了DSP的数据处理量，而且可以使输出电平数大大提高。

7.根据权利要求5所说的一种基于DSP与CPLD的级联十一电平动态电压恢复器控制系统，其特征在于所说的中央数据处理电路中的DSP芯片，包含大容量快速闪存、多个32位定时器、2个事件管理器和SPI、SCI、CAN多种接口；电源管理模块由双电源供电器件构成；晶振电路由给DSP芯片提供时钟信号的晶振体构成；数据总线驱动电路由数据总线收发器构成。

8.根据权利要求5所说的一种基于DSP与CPLD的级联十一电平动态电压恢复器控制系统，其特征在于所说的中央数据处理电路中的CPLD扩展芯片是由用于接收DSP芯片总线传来的数据信号和控制信号的数据锁存单元、用于防止IPM模块的桥臂直通，由来自数据锁存单元的信号产生同一桥臂IGBT的互锁信号的死区发生器模块、用于产生多组相移载波的相移载波发生器以及用于接收死区发生器和相移载波发生器的信号来产生多路PWM触发信号的PWM发生器构成。

9.根据权利要求1所说的一种基于DSP与CPLD的级联十一电平动态电压恢复器控制系统，其特征在于所说的光电隔离及功率驱动电路是由光电隔离电路和功率放大电路构成，分别由光电耦合器和功率放大器组成；功率驱动管电路将输入脉冲信号经光电隔离、三极管进行放大，提供给IPM模块中的门极可关断晶闸管电路，对级联多电平动态电压恢复器进行控制；所说的三相脉冲放大电路的一相包括放大“+A1”、  “-A1”、  +A2”、  “-A2”脉冲的驱动电路，分别是由光耦、二极管、电阻及三极管构成，同理另外四个模块共20个脉冲驱动电路。

10.根据权利要求1所说的一种基于DSP与CPLD的级联十一电平动态电压恢复器控制系统，其特征在于所说的门极可关断级联H桥电路包括单模块的4个IGBT单元，五模块共计20个IGBT单元；它们的控制信号来自功率驱动电路。