基于FPGA的温度检测系统的制作方法

基于fpga的温度检测系统
技术领域
1.本实用新型涉及一种基于fpga的温度检测系统。


背景技术：

2.现有的温度检测系统采用的方案一般如下：
3.(1)通过采用检测设备进行igbt温度检测，然后将检测出来的数据进行记录汇总。
4.(2)电阻分压法，结合单片机可以很方便的实现温度的测量。
5.(3)通过温度巡检仪进行igbt温度的检测。
6.上述三种方式会产生如下三种问题：
7.(1)检测设备采样法，这样的检测方式只能够达到一次性监测的效果，而无法实现对igbt模块在线监测的目的，在使用的过程中存在一定的局限性。
8.(2)电阻分压法，结合单片机可以很方便的实现温度的测量，不过由于ntc传感器的特性其阻值会随着温度的变化而变化，常见的单片机通常为十位，加上采样过程中的系统的噪声以及误差很难满足全温度范围内高精度温度测量要求。
9.(3)温度巡检仪的办法，会由于输入线路过长而引起的测量误差，并且温度巡检仪的体积较大，占用空间，还需要人在设备附近进行实时的监测。
10.因此，为了克服上述技术问题，亟需设计一种基于fpga的温度检测系统。


技术实现要素：

11.本实用新型的目的是提供一种基于fpga的温度检测系统。
12.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于fpga的温度检测系统，包括：
13.fpga单元，其包括mcu-fpga通讯模块，至少一个ntc温度模块和至少一个pwm输出模组；其中
14.所述pwm输出模组驱动gdu单元工作，以使gdu单元产生温度；
15.所述ntc温度模块用于接收gdu单元发出的温度反馈信号获得温度数据，并将所述温度数据通过mcu-fpga通讯模块发送至mcu单元。
16.在其中一个实施例中，所述pwm输出模组包括：脉冲模块和pwm模块；其中
17.所述脉冲模块输出用于控制pwm模块工作的使能信号。
18.在其中一个实施例中，所述脉冲模块包括：时钟模块以及与该时钟模块电性连接的至少一个频率模块；其中
19.所述频率模块用于对时钟模块进行分频输出。
20.在其中一个实施例中，所述ntc温度模块包括：ntc温度检测子模块，数据转换子模块以及通信子模块；其中
21.ntc温度检测子模块用于读取ntc的温度信息；
22.数据转换子模块用于确定温度数据的正负符号；
23.通讯子模块用于将温度数据通过mcu-fpga通讯模块传送给mcu单元。
24.在其中一个实施例中，所述的温度检测系统还包括上位机，
25.所述上位机与mcu单元电性连接，以获得温度数据并显示。
26.在其中一个实施例中，所述gdu单元内设置有igbt；
27.所述gdu单元收到pwm信号驱动igbt，并将温度反馈信号反馈给ntc温度模块。
28.在其中一个实施例中，所述温度反馈信号传输采用光纤传输。
29.在其中一个实施例中，所述pwm输出模组通过光纤向gdu单元发送pwm信号。
30.本实用新型的有益效果是，本实用新型的基于fpga的温度检测系统能够更加便捷方便地观察到igbt的温度。通过fpga进行设计可以简化电路，减少了元器件之间的干扰，可以增加系统的稳定性。在使用的过程中，可根据实际测量igbt的数量在fpga中添加模块的数量，使用起来更加方面，而且本温度检测系统通过光纤进行信号之间的传输，可减少外界对数据的干扰；并且通过fpga可以实现其内部多个模块同时传输数据，使用起来更加高效；以及通过上位机更加便捷的观察到温度信息，可以对温度进行实时的监控。
附图说明
31.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
32.图1是本实用新型的基于fpga的温度检测系统的原理框图；
33.图2是本实用新型的pwm输出模组的原理框图；
34.图3是本实用新型的ntc温度模块的原理框图。
具体实施方式
35.现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
36.如图1所示，本实用新型的一种基于fpga的温度检测系统，包括：fpga单元，其包括mcu-fpga通讯模块，至少一个ntc温度模块和至少一个pwm输出模组；其中所述pwm输出模组驱动gdu单元工作，以使gdu单元产生温度；所述ntc温度模块用于接收gdu单元发出的温度反馈信号获得温度数据，并将所述温度数据通过mcu-fpga通讯模块发送至mcu单元。
37.本基于fpga的温度检测系统通过fpga来实现温度采集功能使检测系统更加的节约电路空间，能够减少元器件之间的干扰，提高系统的稳定性；并且还解决了检测设备采样法不能实时检测温度的问题，并且可以同时检测多个igbt模块的温度。
38.如图2所示，在本实施中，所述pwm输出模组包括：脉冲模块和pwm模块；其中所述脉冲模块输出用于控制pwm模块工作的使能信号。
39.所述脉冲模块包括：时钟模块以及与该时钟模块电性连接的至少一个频率模块；其中所述频率模块用于对时钟模块进行分频输出。
40.pwm模块收到使能信号之后会发出pwm脉冲，这些信号通过光纤传送给gdu单元，通过光纤的形式进行信号的传送，由于光的稳定性好，受外界干扰影响小，因此可解决周围环境电磁场的影响，此pwm模块在fpga内部与脉冲模块相连，外部通过光纤线与gdu单元相连。
41.如图3所示，所述ntc温度模块包括：ntc温度检测子模块，数据转换子模块以及通信子模块；其中ntc温度检测子模块用于读取ntc的温度信息；数据转换子模块用于确定温度数据的正负符号；通讯子模块用于将温度数据通过mcu-fpga通讯模块传送给mcu单元。所
述温度反馈信号传输采用光纤传输，光的稳定性好，受外界干扰影响小。温度检测系统还包括上位机；所述上位机与mcu单元电性连接，以获得温度数据并显示。
42.参见图1，具体的，mcu-fpga通讯模块用于fpga单元与mcu单元之间的信息传递，提供fpga单元与mcu单元之间交互的地址，ntc温度模块可将温度数据通过通讯子模块中的地址以总线的形式通过mcu-fpga通讯模块中的地址传送给mcu单元，之后通过上位机将温度显示出来以便实时的观察到温度。
43.本温度检测系统通过fpga单元来实现温度采集功能使检测系统更加的节约电路空间，能够减少元器件之间的干扰，提高温度检测系统的稳定性，并且除此之外通过上位机可以实时的观察到温度，能够更有效地对温度进行检测。
44.在本实施中，所述gdu单元内设置有igbt；所述gdu单元收到pwm信号驱动igbt，并将温度反馈信号反馈给ntc温度模块。所述pwm输出模组通过光纤向gdu单元发送pwm信号。fpga单元中的ntc温度模块实现fpga单元与gdu单元之间的交互。
45.综上所述，本温度检测系统通过fpga芯片，编写出ntc温度模块、mcu-fpga通讯模块、pwm模块以及脉冲模块。可以随时的更改自己的设计，减少开发成本，节约板子空间。可以根据实际需求随时增加或减少温度模块的数量，实现对多个igbt进行实时监控的功能。以及采用光纤进行数据传输，减少了外部环境对数据造成的干扰，提高数据的准确性；并且通过上位机显示温度信息，可以更便捷的观察温度信息，解决了温度巡检仪等一些设备占用空间的问题。
46.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。