基于dsp的数控船用电源充电机的利记博彩app

文档序号:7445095阅读:346来源:国知局
专利名称:基于dsp的数控船用电源充电机的利记博彩app
技术领域
本实用新型涉及一种基于DSP的数控船用电源充电机,属于电力电子技术领域。
背景技术
充电机以往多是以磁饱和或可控硅为基本元件的老式产品,随着电力电子技术的 快速发展,各种新型的半导体功率器件和专用集成触发芯片不断地被开发出来。特别是微 电子技术、智能功率集成电路、微机控制技术发展与相互融合,极大地促进了电源充电机设 计向大功率、小型化、低成本、高性能的方向发展。无论是在工农业生产、交通运输、国防装 备、医疗卫生、办公与家用电器都大量使用各式各样的电源充电机。目前,高频开关充电机的控制技术可分为两类第一类是采用单片集成PWM控制 器件,这类器件具有精度高、抗干扰能力强、开关频率高、外接元件少等优点,而且调试简 便,使用可靠;第二类是采用微机控制技术,该类控制器由于采用数字运算因而性能稳定, 产生的PWM信号对称度好、易调整,还能实现系统的智能控制,是国内高频开关电源开发研 究的一个热点。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种基于DSP的数控船用电源充电机,具有硬件电路 简单、控制精度高、运行灵活、抗干扰能力强和高性能价格比的特点,可实现对电池的自动 充电和智能保护,并能有效的保护被充电电瓶及用电设备。本实用新型为了达到上述目的,采用如下的技术方案提供一种基于DSP的数控 船用电源充电机,由DSP处理器控制单元、PWM信号隔离驱动单元、DC/DC半桥变换单元、 系统参数在线检测单元和人机接口单元组成,DSP控制单元采用TMS320F2407芯片与采用 EXB84芯片的PWM信号隔离驱动单元连接,DSP控制单元还与采用高带宽运放TL062芯片和 运放CA3140芯片的系统在线检测单元的蓄电池充电电压检测、电流检测和温度检测单元 连接,人机接口单元与DSP控制单元互联,输入整流滤波电路与DC/DC半桥逆变主电路连接 后与PWM信号隔离驱动单元和电压检测单元连接。所述DSP处理器控制单元采用了 DSP控制器TMS320F2407产生可变频、变宽PWM 信号,由EXB84驱动后控制半桥式高频开关充电电源主回路中IGBT的通与断,IGBT导通时 间的长短由PWM信号脉冲宽度来决定;由TMS320LF2407内置的多通道的10位同步A/D转 换器,对DC/DC半桥变换单元逆变器输出的蓄电池充电电压、充电电流,蓄电池温度参数进 行在线检测,并送入DSP进行分析和处理,得到相应的控制信号,实现对电池的自动快速充 电和智能保护。所述DC/DC半桥变换单元输出对蓄电池充电电压在线检测单元,采用高带宽运放 TL062进行有源积分电路对DC/DC半桥变换单元输出电压进行采样检测,采样检测信号送 DSP控制器TMS320LF2407内置的10位同步A/D进行转换。所述蓄电池充电电压检测单元 电路连接关系为DC/DC半桥变换单元的输出电压Vin连接电阻Rl与R3构成的串联分压电路,经电阻R2与高带宽运放TL062A的第2引脚相连接,TL062A的第3引脚经电阻R4接地, 第4引脚接+12V电源,第8引脚接-12V电源,第2引脚经电阻R5与第1引脚连接,第2引 脚经电容Cl与第1引脚连接,第1引脚经电阻R6与DSP控制器TMS320LF2407的ADCIN4 引脚连接,第1引脚还与Dl与D2连接,Dl另一端接+5V电源,D2另一端接地。所述蓄电池充电电流在线检测单元,采用高带宽运放TL062进行有源积分电路对 逆变器充电电流进行检测采样,采样信号送DSP控制器TMS320LF2407内置的10位同步A/ D进行转换。所述蓄电池充电电流检测单元电路连接关系为蓄电池充电电流经电阻R7与高 带宽运放TL062A的第2引脚相连接,TL062A的第3引脚接地,第4引脚接+12V电源,第8 引脚接-12V电源,第2引脚经电阻R8接-2. 5V电源,第2引脚经电阻R9与第1引脚连接, 第1引脚经电阻RlO与DSP控制器TMS320LF2407的ADCIN5引脚连接,第1引脚还与D3与 D4连接,D3另一端接+5V电源,D4另一端接地。所述系统蓄电池温度在线检测单元,其工作原理为蓄电池温度检测电路由运放 CA3140和二极管IN4148及一个PNP管组成,利用PN结的温度特性,当PN结的温度每升高 1°C,PN结两端的电压就会下降2. 5mV。所述蓄电池温度检测单元电路连接关系为高输入阻 抗运放CA3140第2引脚经电阻R12与+12V电源相连接,第2引脚经电容C3、电阻Rll与 +12V电源相连接,第2引脚经电容C2接地,第2引脚经D5接地,第4引脚接-12V电源,第 7引脚接+12V电源,第6引脚与三极管PNP的基极连接,当蓄电池温度超过设定值时,三极 管PNP发射极电压Vt为高电平信号,送入DSP控制器TMS320LF2407进行异常处理。本实用新型基于DSP的数控船用电源充电机具有以下优点1.本实用新型充电机DSP以一片TMS320F2407芯片和少量外围电路即可构成完整 的控制系统,由于充分利用了 DSP内部资源,使系统硬、软件设计达到了最小化。2.本实用新型比采用模拟电路有了较大简化,而且成本低、可靠性高、调试方便, 特别是可以在线修改控制软件,而无需对硬件电路做改动,就可适应不同负载的技术参数, 充分体现出了数字控制的优势。3.本实用新型的充电机具有硬件电路简单、控制精度高、运行灵活、抗干扰能力强 和高性能价格比的特点,可实现对电池的自动充电和智能保护,可作为一种以磁饱和或可 控硅为基本元件的老式产品的更新换代产品;本充电机能有效的保护被充电电瓶及用电设 备,特别适合于海上船用电源充电机兼作稳压电源使用的要求。

图1是本实用新型一种基于DSP的数控船用电源充电机的系统构成图。图2是本实用新型的产生PWM波形软件流程图。图3是本实用新型蓄电池充电电压检测电路图。图4是本实用新型的蓄电池充电电流检测电路图。图5是本实用新型的蓄电池温度检测电路图。
具体实施方式
下面以具体实施例结合附图对本实用新型作进一步说明实施例1 本实用新型提供一种基于DSP的数控船用电源充电机,系统构成如图1所示,由DSP处理器控制单元、PWM信号隔离驱动单元、DC/DC半桥变换单元、系统参数在线 检测单元和人机接口单元组成,DSP控制单元采用TMS320F2407芯片与采用EXB84芯片的 PWM信号隔离驱动单元连接,DSP控制单元还与采用高带宽运放TL062芯片和运放CA3140 芯片的系统参数在线检测单元连接,人机接口单元与DSP控制单元互联,输入电压经整流 滤波后加到DC/DC半桥逆变主电路与PWM信号隔离驱动单元连接。本实用新型是一种基于DSP的数控船用电源充电机,工作过程是输入的电压经 输入整流滤波后加到半桥变换电路整流滤波,DSP控制器TMS320F2407产生可变频、变宽 PWM信号,由EXB84驱动后控制半桥式高频开关充电电源主回路中IGBT的通与断,IGBT导 通时间的长短由PWM信号脉冲宽度来决定;由TMS320LF2407内置的多通道的10位同步A/ D转换器,对蓄电池充电电压、充电电流、蓄电池温度参数进行在线检测,并送入DSP进行分 析和处理,得到相应的控制信号,实现对电池的自动快速充电和智能保护。本实用新型利用TMS320F2407芯片的外部事件管理模块EV,可同时产生8路PWM 波形输出;由3个带可编程死区控制的比较产生独立的3对、以及由GP定时器比较产生的 2个独立PWM波形输出;对PWM频率的变动可根据需要改变PWM的载波频率;在每个PWM周 期内以及之后可根据需要改变PWM脉冲的宽度;外部可屏蔽的功率驱动保护中断;自动重 装载的比较和周期寄存器使CPU的负担最小,系统产生可变频、变宽PWM波形软件流程如图 2所示。在图1中输入电压经整流滤波后加到半桥变换主电路,DSP控制器TMS320F2407产 生脉宽可调PWM波形,由EXB84驱动后控制半桥式高频开关充电电源主回路中IGBT的通与 断,IGBT导通时间的长短由脉冲宽度来决定。利用TMS320LF2407内置的多通道的10位同步A/D转换器,可在线检测DC/DC半 桥变换单元对蓄电池充电电压、充电电流、蓄电池温度等参数和各种状态信息,以实现对电 池的自动快速充电和智能保护。其中DC/DC半桥变换单元对蓄电池充电电压检测的电路参 见图3,蓄电池充电电流检测的电路参见图4,蓄电池温度检测电路参见图5。本系统需要监 测各个采集量的采样速度要求低,且DSP完成一次A/D转换仅需375ns,能满足系统参数在 线检测的实时性。半桥变换单元开机后,要经过一段软起动时间让输出电压缓慢上升至额定电压, 以避免对变压器与负载的冲击。一旦系统发生过电流、过电压或其他非正常情况,则进入 NMI中断服务子程序,封锁DSP的PWM脉冲输出,起到快速保护作用。本实用新型还通过软件在充电控制策略上采用了分级定流充电和脉动充电相结 合的方法,将充电过程分几段曲线,充电电流呈逐级递减的趋势,而每段曲线采用恒流脉冲 充电法,并且在正脉冲后,进行短暂的停充,在停充中加入放电脉冲。这种充电方法结合了 分级定流充电法和脉动充电法的优点,使充电曲线在总体上逼近蓄电池最佳充电曲线。本实用新型基于DSP的数控船用电源充电机具有硬件电路简单、控制精度高、运 行灵活、抗干扰能力强和高性能价格比的特点,可实现对电池的自动充电和智能保护,特别 适合于海上船用电源充电机兼作稳压电源使用的要求。
权利要求一种基于DSP的数控船用电源充电机,其特征在于由DSP处理器控制单元、PWM信号隔离驱动单元、DC/DC半桥变换单元、系统参数在线和人机接口单元组成,DSP控制单元采用TMS320F2407芯片与采用EXB84芯片的PWM信号隔离驱动单元连接,DSP控制单元还与采用高带宽运放TL062芯片和运放CA3140芯片的系统在线检测单元的蓄电池充电电压检测、电流检测和温度检测单元连接,人机接口单元与DSP控制单元互联,输入整流滤波电路与DC/DC半桥逆变主电路连接后与PWM信号隔离驱动单元和电压检测单元连接。
2.根据权利要求1所述的基于DSP的数控船用电源充电机,其特征在于所述蓄电池 充电电压检测单元电路连接关系为DC/DC半桥变换单元的输出电压Vin连接电阻Rl与 R3构成的串联分压电路,经电阻R2与高带宽运放TL062A的第2引脚相连接,TL062A的第 3引脚经电阻R4接地,第4引脚接+12V电源,第8引脚接-12V电源,第2引脚经电阻R5 与第1引脚连接,第2引脚经电容Cl与第1引脚连接,第1引脚经电阻R6与DSP控制器 TMS320LF2407的ADCIN4引脚连接,第1引脚还与Dl与D2连接,Dl另一端接+5V电源,D2 另一端接地。
3.根据权利要求1所述的基于DSP的数控船用电源充电机,其特征在于所述蓄电池 充电电流检测单元电路连接关系为蓄电池充电电流经电阻R7与高带宽运放TL062A的第2 引脚相连接,TL062A的第3引脚接地,第4引脚接+12V电源,第8引脚接-12V电源,第2 引脚经电阻R8接-2. 5V电源,第2引脚经电阻R9与第1引脚连接,第1引脚经电阻RlO与 DSP控制器TMS320LF2407的ADCIN5引脚连接,第1引脚还与D3与D4连接,D3另一端接 +5V电源,D4另一端接地。
4.根据权利要求1所述的基于DSP的数控船用电源充电机,其特征在于所述系统蓄 电池温度检测单元电路连接关系为高输入阻抗运放CA3140第2引脚经电阻R12与+12V电 源相连接,第2引脚经电容C3、电阻Rll与+12V电源相连接,第2引脚经电容C2接地,第2 引脚经D5接地,第4引脚接-12V电源,第7引脚接+12V电源,第6引脚与三极管PNP的基 极连接,当蓄电池温度超过设定值时,三极管PNP发射极电压Vt为高电平信号,送入DSP控 制器TMS320LF2407进行异常处理。
专利摘要本实用新型涉及一种基于DSP的数控船用电源充电机,包括DSP处理器控制单元、PWM信号隔离驱动单元、DC/DC半桥变换单元、系统参数在线检测单元和人机接口单元,控制单元采用TMS320F2407芯片,信号隔离驱动单元采用EXB84芯片,系统参数在线检测单元采用高带宽运放TL062和CA3140芯片。本充电机充分利用了TMS320F2407片资源,使系统设计达到了最小化,并能在线检测逆变器输出电压、充电电流、蓄电池温度参数,实现对电池的自动快速充电和智能保护。本充电机具有硬件电路简单、控制精度高、运行灵活、强抗干扰和高性价比的特点,特别适合于海上船用电源充电机兼作稳压电源使用的要求。
文档编号H02J7/00GK201639323SQ20102010147
公开日2010年11月17日 申请日期2010年1月22日 优先权日2010年1月22日
发明者段志娟, 王勇, 郭红想, 陈分雄 申请人:中国地质大学(武汉)
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