中高壓斷路器在線監(jiān)測裝置的設(shè)計與實現(xiàn)

作者：時間：2012-11-14 來源：網(wǎng)絡(luò)

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在本系統(tǒng)中，斷路器主軸的行程信號通過位移傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕哪M量，經(jīng)過信號調(diào)理電路進入AD7864高速采樣芯片轉(zhuǎn)變成數(shù)字量后送到DSP中進行信號處理。分合閘線圈電流信號以及其他傳感器信號經(jīng)過同樣的途徑進入DSP處理器。開關(guān)量輸入輸出模塊用于實現(xiàn)分合閘命令的檢測和繼電器控制命令的輸出。此外，系統(tǒng)通過一路RS232接口電路與串行液晶顯示模塊相連接，一路485通信接口與上位機進行通信。當(dāng)處理器檢測到有斷路器動作信號時會啟動采樣程序，收集傳感器的信息，分析并處理得到的數(shù)據(jù)，最后對斷路器當(dāng)前的性能做出評估和診斷，并將診斷結(jié)果和相關(guān)曲線顯示在液晶模塊上，當(dāng)診斷結(jié)果顯示斷路器出現(xiàn)故障時會啟動聲光報警程序。為了在保存關(guān)鍵數(shù)據(jù)時附上時間信息，本設(shè)計中還擴展了RTC實時時鐘電路。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn)
2．1 電源模塊
在本系統(tǒng)中，DSP處理器TMS320F28335需要兩種電壓，一種是1．8 V的內(nèi)核電壓，另一種是3．3 V的I／O電壓。此外MAX3128A需要3．3 v的電壓，位移傳感器需要2．5 V的參考電壓，電流傳感器和運算放大器需要+12 V和-12 V的電源電壓。然而，在外圍設(shè)備中，許多器件還要求5 V供電，例如AD7864采樣芯片和蜂鳴器電路等。為了便于電源管理，本系統(tǒng)采用220 V交流電源輸入，經(jīng)過AC-DC模塊輸出一路5 V，一路+12 V和一路-12 V。TI公司的DSP一般要求有獨立的內(nèi)核電源和IO電源，由于DSP在系統(tǒng)中要承擔(dān)大量的實時數(shù)據(jù)計算、因為在其CPU內(nèi)部，部件的頻率開關(guān)轉(zhuǎn)換會使系統(tǒng)功耗大大增加，所以，降低DSP內(nèi)部CPU供電電壓無疑是降低系統(tǒng)功耗最有效的方法之一。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器(如78XX系列)已經(jīng)不能滿足要求，TPS767D301是其最近推出的雙路低壓差(且其中一路還可調(diào))電壓調(diào)整器，非常適合于DSP應(yīng)用系統(tǒng)中的電源設(shè)計。本系統(tǒng)采用TPS767D301作為輸入端電源芯片，經(jīng)過外接合適的電感和濾波電容能夠同時得到3．3 V和1．8 V兩種電壓。TPS767D301是DC—DC轉(zhuǎn)換芯片，輸出功率大，工作效率高，工作狀態(tài)穩(wěn)定，能夠適合本系統(tǒng)的要求。另外，使用了LDO型電源芯片TPS79925來實現(xiàn)5 V到2．5 V的電平轉(zhuǎn)換。
2．2 存儲器模塊
TMS320F28335內(nèi)部的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器是無法滿足系統(tǒng)運行要求的，為了滿足設(shè)計目標(biāo)的需要，本系統(tǒng)擴展了Flash，EEPROM和SRAM 3種存儲器。
NOR Flash是Flash的一種，它的寫入和擦除速度較慢，但隨機讀取速度快。NOR Flash帶有SRAM接口，有足夠的地址引腳來尋址，可以很容易地存取其內(nèi)部的每一個字節(jié)。NORFlash最大的特點是芯片內(nèi)執(zhí)行，這樣應(yīng)用程序可以直接在Flash內(nèi)運行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。本系統(tǒng)所用的NOR Flash型號為SST39VF800Q，用來存放應(yīng)用程序。
和Flash不同，SRAM不具有掉電保持?jǐn)?shù)據(jù)的特性，但可讀可寫，且存取數(shù)據(jù)的速度很快，因此SDRAM在系統(tǒng)中主要用作核心程序的運行空間、數(shù)據(jù)及堆棧區(qū)。本系統(tǒng)所用的SRAM型號為IS61LV51216。
此外，系統(tǒng)中還外擴了基于IIC通信協(xié)議的EEPROM芯片，EEPROM和FLASH的最主要的區(qū)別是EEPROM可以按“位”擦寫，而FLASH只能按塊擦除。EEPROM一般容量都不大，一般都是在64 kBIT以下。系統(tǒng)在上電的時候需要從EEPROM中讀取一些配置參數(shù)，運行的時候需要保存一些用
戶在線設(shè)置的參數(shù)和對斷路器狀態(tài)進行診斷得到的一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)所用的EEPROM型號為AT24C256。

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/148250.htm