[发明专利]一种基于双DSP的多功能变换器

摘要

本发明提出一种基于双DSP的多功能变换器，包括主功率电路和控制电路；主功率电路包括三相不可控整流器、上电软充电回路、滤波电路、H桥逆变电路、三相全桥逆变电路和驱动电路；控制电路包括CPU最小系统、模拟量采集及调理电路、离散量输入及输出电路、位置检测及解码电路。本发明针对三级式同步电机的特性，可向起动发电机中励磁机、主发电机供电实现对航空发动机的起动功能，同时，该装置可向永磁同步电动机的供电实现对机上作动系统电驱动功能；本发明主功率电路部分共用，控制电路部分采用双DSP和CPLD配置的CPU最小系统，根据不同的指令，产生不同的PWM脉冲信号至驱动电路，继而驱动逆变电路输出并向不同的电机供电。

主权项

1.一种基于双DSP的多功能变换器，其特征在于：包括主功率电路和控制电路；所述主功率电路包括三相不可控整流器、上电软充电回路、滤波电路、H桥逆变电路、三相全桥逆变电路和驱动电路；所述三相不可控整流器的输入端与外部三相交流电源连接，对外部输入的三相交流电进行整流并输出直流母线电源，输出端与上电软充电回路连接；所述上电软充电回路的输入端与三相不可控整流器输出端连接，用于上电瞬间对冲击电流的限制，对输入电源、三相不可控整流器及滤波电路的电容器件保护，其输出端与滤波电路连接；所述滤波电路的输入端与上电软充电回路的输出端连接，采用电容对直流电进行滤波和储能，其输出端分别与三相全桥逆变电路和H桥逆变电路连接；所述H桥逆变电路的输入端与滤波电路的输出端连接，采用IGBT器件将直流母线电源逆变为单相交流电源提供给起动发电机中励磁机的励磁绕组，其输出端与外部起动接触器连接；所述三相全桥逆变电路的输入端与滤波电路的输出端连接，采用IGBT器件实现将直流母线电源逆变为三相变频交流电提供给起动发电机中主发电机或永磁同步电动机的电枢绕组，其输出端与外部起动接触器和外部电驱动接触器连接；所述驱动电路的输入端与CPU最小系统的输出端连接，实现对输入脉冲进行处理并用于驱动IGBT器件以控制H桥逆变电路和三相全桥逆变电路的电流输出，其输出端分别与H桥逆变电路、三相全桥逆变电路连接；所述控制电路包括CPU最小系统、模拟量采集及调理电路、离散量输入及输出电路、位置检测及解码电路；所述CPU最小系统采用双DSP配合CPLD配置，其中一片DSP实现在准备状态和起动状态下对起动发电机的控制算法与保护功能，另外一片DSP实现在电驱动状态下对永磁同步电动机的控制算法与保护功能，CPLD配合两片DSP实现算法和功能逻辑，输出PWM信号至驱动电路；所述CPU最小系统中，两个DSP分别与CPLD进行信息交互；CPLD与离散量输入及输出电路和位置检测及解码电路分别进行信息交互；起动过程中，CPLD分别输出四路PWM脉冲信号和六路PWM脉冲信号至驱动电路，电驱动过程中，CPLD仅输出六路PWM脉冲信号至驱动电路；所述模拟量采集及调理电路与CPU最小系统连接，采集变换器输出端电流信号，以及直流母线电流、电压信号，并进行调理后输入至CPU最小系统；所述离散量输入及输出电路包括离散量输入电路和离散量输出电路；离散量输入电路输入端接收起动、起动终止、电驱动或电驱动终止指令，离散量输入电路输出端与CPU最小系统连接；离散量输出电路输入端与CPU最小系统连接，离散量输出电路输出端分别与上电软充电回路、外部起动接触器、外部电驱动接触器连接；所述位置检测及解码电路包括旋变信号数字转换器和旋变激励调理电路，实现对起动发电机或永磁同步电动机的旋转变压器副边输出的感应信号进行转换，将角位置和角速度位置信号转换为数字逻辑电平信号并输入至CPU最小系统。