[发明专利]一种基于DSP的PFN触发时序控制系统

说明书

一种基于DSP的PFN触发时序控制系统，适用于电气控制领域。基于数字信号处理器TMS320F2812的脉冲成型网络(PFN)触发时序控制系统的电路主要由时序控制、脉冲产生、高压触发和能量续流通部分组成，并采取了抗干扰措施。该系统可提供多路时序控制信号，且时序控制脉冲之间的时延可任意设置，具有高集成度、高精度、高可靠度、抗干扰能力强等优点。

技术领域

本发明涉及一种基于DSP的PFN触发时序控制系统，适用于电气控制领域。

背景技术

在电磁发射系统中，电磁轨道炮的发射需要高功率的脉冲、较大的脉宽、灵活的输出电流波形等条件，而脉冲成型网络(pulse forming networks, PFN)是电能传递给负载的桥梁，通过控制PFN的放电时序可以得到不同的放电电流波形。

国内外在放电时序的控制方面进行了很多实验和研究，例如，美国Austin先进技术研究所在2008年所开发的电磁发射控制系统由可编程逻辑控制器(programmable logiccontroller, PLC)和触摸屏组成，采用PLC作为系统的控制器，其抗干扰能力强，可靠J哇高，但PLC体积大，不利于系统的小型化的设计要求。国内相应研究机构也对放电时序控制系统进行了研究。由单稳态触发器、n触发器等可编程逻辑器件组成的PFN多路时序放电控制电路，该电路可输出多路控制脉冲信号且抗干扰能力强，但该电路的触发时序是通过拨码开关来设置的。由于脉冲功率越高，电磁干扰越严重，因此强大的冲击脉冲电流往往会导致测控系统发生误操作，这就对控制装置的稳定性、可靠性及抗干扰能力提出了十分苛刻的要求。

发明内容

本发明提供一种基于DSP的PFN触发时序控制系统，该系统可提供多路时序控制信号，且时序控制脉冲之间的时延可任意设置，具有高集成度、高精度、高可靠度、抗干扰能力强等优点。

本发明所采用的技术方案是：

基于数字信号处理器TMS320F2812的脉冲成型网络(PFN)触发时序控制系统的电路主要由时序控制、脉冲产生、高压触发和能量续流通部分组成，并采取了抗干扰措施。

所述基于DSP的PFN触发时序控制系统是通过RS485与远程控制计算机进行通信的。触发脉冲的间隔时间首先通过上位机界而进行设置,然后通过串行通信口将设置的参数传递到DSP控制单元中，DSP控制单元将触发时序命令发出，各路触发信号分别经由各自的触发电路;再经过高压脉冲变压器形成高压脉冲，最后作用于PFN模块，触发开关元件，使PFN通过负载放电。高压脉冲信号到达PFN模块的时间不同所形成的触发时序不同，从而得到不同的脉冲电容放电电流波形。

所述当储能电容的端电压太高、超过了单片晶闸管的最大耐压值时，需要将多个晶闸管串联使用，串联晶闸管的触发电路仅需要在触发信号后加一信号分配电路，将同一触发信号进行信号分配和高压隔离后加到串联使用的晶闸管上，从而保证串联晶闸管触发信号的同时性。

所述串联晶闸管触发接电路中，Q1～Q3为三极管,U1为芯片,T1为变压器。其中，R7为静态均压电阻，有效改善了由于晶闸管阀片泄漏电阻不同所造成的静态分压不均,R10与C5组成了串联晶闸管的动态保护电路，有效改善了串联晶闸管开通时间不一致所造成的动态分压不均的问题。在这种触发方式下，脉冲变压器的一次绕组与二次绕组、二次绕组彼此之间的电磁干扰严重，干扰易通过线圈传递到控制电路引起误触发，因此，晶闸管的串联采用间接光触发的方式。

所述触发控制中断服务子程序首先通过数据校验判断应进行哪一步操作，并根据报文命令进行相应的操作。在触发时序控制过程中，首先应发送触发时序报文进行时序设置，设定PFN中各个模块触发的时间间隔，当DSP接收到触发放电命令时，第1路PFN最先进行放电，达到设定的延时时间到后第2路PFN进行放电，以此类推直到最后一路(第二路)PFN放电结束，由此得到所期望的放电电流波形。