[实用新型]一种机车蓄电池充电机专用全引脚复用DSP核心板

说明书

本实用新型公开了一种机车蓄电池充电机专用全引脚复用DSP核心板，涉及机车蓄电池充电机控制技术。其包括DSP主处理器、FPGA可编程逻辑门阵列、供电部分、有源晶振与时钟分配器、各类存储器、外设部分、DSP与FPGA仿真及程序下载口；所述外设部分包括实时时钟，看门狗，1路232通信、2路485通信、2路CAN通信，56路GPIO输入输出通道，24路可选择ADC模拟采集通道，4路量程可变的DAC模拟量输出通道，环境温度传感器U2，复位按钮及静电保护部分；所述DSP核心处理器通过88路可配置GPIO端口与FPGA可编程逻辑门阵列连接，灵活控制多个可选择外设器件。本实用新型可以提供目前所有车型、所有代别充电机充电管理控制所需的全部功能，且还需预留未来将会使用的功能。

技术领域

本实用新型涉及机车蓄电池充电机控制技术领域，具体涉及一种机车蓄电池充电机专用全引脚复用DSP核心板。

背景技术

和谐系列电力机车是中国中车引进先进技术，并国产化的新一代交流传动机车，是我国目前客货运的主流机车车型。机车上大部分控制设备供电电压为DC110V，该电压供电方式有两种：在机车升弓前，DC110V由机车蓄电池组(48节2V铅酸蓄电池)提供；在机车升弓后，蓄电池充电机输出DC110V，在为控制设备供电的同时，也给蓄电池进行充电。

为了保证蓄电池可靠性，需要对其进行严格的充电管理，在保证充电速度的前提下，同样也要保证蓄电池的安全充电，从而间接延长蓄电池使用寿命。负责充电管理功能的部件为充电机的监控模块。

和谐系列机车多年更新换代，所使用的控制技术也在不断改善和升级。随着时间的推移，充电机已衍生除了多种系列车型，同时同一系列车型的充电机也在不停地换代升级。作用充电管理控制核心的监控模块，在早期都是针对现行版本进行的设计，专用性很强，一旦面临充电机换代，监控模块必须进行重新设计。早期，这样的局限性还不明显，随着充电机版本的增多，监控模块会出现繁杂多类，不易于管理的弊端。要想解决这个问题，则需要设计一种通用的核心板，该核心板需要提供目前所有车型、所有代别充电机充电管理控制所需的全部功能，且还需预留未来将会使用的功能。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种机车蓄电池充电机专用全引脚复用DSP核心板，以实现所有充电机监控模块通用的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

本实用新型需实现的功能有：供电系统、时钟脉冲信号、下载仿真接口、可配置GPIO通用IO口、对外通信(232通信、485通信、CAN通信)、数据存储器、模拟量采集、模拟量输出、看门狗、复位、实时时钟。

一种机车蓄电池充电机专用全引脚复用DSP核心板，包括逻辑控制部分、供电部分、晶振部分、存储及扩展部分、外设部分和下载仿真部分；所述逻辑控制部分包括DSP核心处理器U9和FPGA可编程逻辑门阵列U11，所述DSP核心处理器U9通过可配置GPIO端口与FPGA可编程逻辑门阵列U11连接；所述供电部分为DSP核心处理器U9和FPGA可编程逻辑门阵列U11提供电源；所述晶振部分包括有源晶振Y2和零缓冲分配器U47,所述有源晶振Y2经零缓冲分配器U47与DSP核心处理器U9和FPGA可编程逻辑门阵列U11连接，为DSP核心处理器U9和FPGA可编程逻辑门阵列U11提供时钟脉冲；所述存储及扩展部分包括FRAM存储芯片U44、SRAM存储芯片U7和IO扩展芯片U22，并且均与所述DSP核心处理器U9连接；所述外设部分包括多个可选择外设器件，所述多个可选择外设器件均与FPGA可编程逻辑门阵列U11连接，通过FPGA可编程逻辑门阵列U11的内部逻辑程序受DSP核心处理器U9的控制；所述下载仿真部分包括DSP核心处理器U9的JTAG程序下载仿真、FPGA可编程逻辑门阵列U11的JTAG程序下载与AS仿真；所述DSP核心处理器U9的JTAG下载仿真接口为JP1，并在其上并联瞬态电压抑制器U15；所述FPGA可编程逻辑门阵列U11的JTAG程序下载接口为JP5，AS仿真接口为JP4，并在其上连接串行配置器U12。