[实用新型]一种变频器控制器

权利要求书

1.一种变频器控制器，其特征在于，包括MCU单元、FPGA单元、外部接口单元、数据采集单元、时钟发生单元、以及电源变换单元，其中：

所述MCU单元用于对系统进行逻辑与算法控制；

所述FPGA单元连接至所述MCU单元，所述FPGA单元接收所述数据采集单元采集的数据并根据所述MCU单元的控制命令控制驱动单元的数据流流向；

所述外部接口单元连接至所述MCU单元，所述MCU单元可通过所述外部接口单元进行人机界面通信、实时控制与数据传输；

所述数据采集单元连接至所述FPGA单元，所述数据采集单元可采集外界的数字与模拟信号用于系统保护与逻辑控制；

所述时钟发生单元连接至所述MCU单元与所述FPGA单元，所述时钟发生单元的两个有源晶体电路CLKA与CLKB分别为所述MCU单元与所述FPGA单元提供时钟信号，满足处理器运行需要；

所述电源变换单元连接至所述MCU单元与所述FPGA单元，所述电源变换单元为所述MCU单元与所述FPGA单元提供1.2V、3.3V、1.8V的直流电。

2.根据权利要求1所述的一种变频器控制器，其特征在于，所述MCU单元包括ARM9处理器、浮点DSP处理器、EMIF接口、DDR接口、UPP总线接口，其中：

所述ARM9用于对系统进行逻辑控制，所述浮点DSP用于对系统进行算法控制，所述EMIF接口连接至NAND FLASH存储器，所述DDR接口连接至DDR2存储器，其中，所述NAND FLASH存储器用于存储DSP和ARM的操作系统文件、应用程序、故障记录数据，所述DDR2存储器用于运行操作系统和应用程序以及DSP实时数据的缓存；

所述MCU单元通过所述UPP接口与所述FPGA单元相连，所述MCU单元通过所述UPP接口实现所述MCU单元与所述FPGA单元的控制数据和命令信息的实时交互，所述浮点DSP通过所述UPP接口接收来自所述FPGA单元采集的电流电压等信号并产生PWM控制脉冲再通过所述UPP接口送往所述FPGA单元；

所述ARM9通过所述UPP接口接收来自所述FPGA单元的外部状态信号完成变流器的逻辑控制，所述ARM9和所述DSP之间通过其内部的共享RAM单元 交换数据并完成整个变流器逻辑的控制。

3.根据权利要求2所述的一种变频器控制器，其特征在于，所述FPGA单元内部通过硬件描述语言编程提供所述UPP接口的底层驱动程序，所述FPGA单元将实时采集的模拟量和数字量等数据上传给所述MCU单元，所述FPGA单元将所述MCU单元下发的控制数据进行处理后送往除所述MCU单元以外的其他变频器部件。

4.根据权利要求3所述的一种变频器控制器，其特征在于，所述外部接口单元包括用户现场总线接口、UART接口、USB接口、以及以太网接口，其中，所述UART接口包括RS232接口与RS485接口；所述用户现场总线接口为扩展卡型接口，所述用户现场总线接口可扩展连接至以下现场总线接口卡之一：PROFIBUS,CAN,FLEXRAY；所述ARM9可通过所述用户现场总线接口的PROFIBUS接口实现与外部PLC控制网络的实时通信，实现实时控制和数据传输，所述ARM9可通过所述RS485接口利用MODBUS标准协议与面板人机界面通信，实现实时控制和参数传递，上位机可以通过以太网或通用串行接口进行运行监控、故障记录、程序下载，所述USB接口可以实现程序更新和故障记录下载功能。

5.根据权利要求4所述的一种变频器控制器，其特征在于，所述数据采集单元包括模拟量数据采集与数字量数据采集，其中，所述模拟量的采集使用模数转换器将电压电流等模拟量转换为MCU可识别的数字量用于算法控制，同时本单元需要对采集的模拟量进行过压或过流识别，并产生保护信号送往FPGA单元和MCU单元用于系统保护；所述数字量的采集使用光耦器件将外部的数字量信号进行隔离并转换为MCU可识别的数字量用于逻辑控制。

6.根据权利要求5所述的一种变频器控制器，其特征在于，所述电源变换单元输入为5V，5V电源经过滤波电路处理后为系统的数字5V供电，同时5V电源经过三个输出电压固定为1.2V、3.3V、1.8V的DC/DC转换器为所述MCU单元与所述FPGA单元供电，其中，MCU需要3.3V为其外围电路供电，1.8V和1.2V为其内核供电，FPGA需要3.3V为其外围电路供电，1.2V为其内核供电。

7.根据权利要求6所述的一种变频器控制器，其特征在于，所述变频器控制器还包括复位单元，所述复位单元连接至所述MCU单元与所述FPGA单元，所述复位单元为控制器提供复位，保证系统上电期间为控制器提供 500ms的持续复位，使系统正常、稳定的进入工作状态；所述复位单元实时监控5V、3.3V、1.8V、1.2V电源，在系统电源瞬间掉电的情况下，对系统进行保护；所述FPGA单元需要为所述复位单元提供喂狗信号，如果所述复位单元看门狗连续1.6s收不到喂狗信号，所述复位单元会判定控制器死机并对系统进行保护性封锁。