变桨系统调试电路的制作方法

本实用新型涉及变桨系统调试领域，特别涉及一种变桨系统调试电路。

背景技术：

在现有的技术中，风力发电系统主要包括三大部分 ：主控、变频和变桨。近年来， 随着单机容量的增加和对并网要求的不断提高，变桨变速型风力发电机组逐渐成为主流和 发展趋势。变桨变速型风力发电机组采用变桨距控制系统进行桨叶角度调节，其主要功能 为 ：在正常发电工况下调节风机桨叶的迎风角，从而对输入功率进行动态调节，提高风能利用率；在故障状态下利用储能机构完成顺桨功能，保证风机的安全。因此，变桨系统的安全与否直接关系到整个机组的正常运行，变桨系统在车间和/或安装前对其完成一系列的调试就显得尤其重要。目前，变桨系统的调试接口采用CAN模块来完成参数的下载和读取功能，在使变桨系统与上位机相连时，一般需要采用专用厂家的USB转CAN模块，如此则不利于与其他厂家的兼容，并且模块配置、参数下载和读取速度慢，降低了变桨系统调试效率。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种通用性高、方便工作人员对变桨系统进行调试的变桨系统调试电路。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：提供一种变桨系统调试电路，包括用于将外部直流24V直流电源转换为5V直流电源的第一电源模块、与所述第一电源模块电连接且用于将5V直流电源转换为3.3V和1.8V的第二电源模块、与第一电源模块电连接且用于将5V直流电源转换为3.3V隔离电源的第三电源模块、与所述第二电源模块电连接的变桨控制器、与所述第三电源模块电连接的网络接口模块、以及连接于所述变桨控制器与网络接口模块之间的光耦隔离模块。

作为优化，所述网络接口模块包括Iport-1以太网转串口接口U11、电容C44、电容Y1、电阻R87以及电阻R88；该Iport-1以太网转串口接口U11的LINK引脚通过电阻R87接U11的R_LED-引脚，其作用是通过R_LED指示网络连接状态，该以太网转串口接口U11的NET_RT引脚通过电阻R88接U11的L_LED-引脚，其作用是通过L_LED指示网络是否有数据在进行交换，该Iport-1以太网转串口接口U11的TXD引脚与所述光耦隔离模块连接用于串行数据的发送，该Iport-1以太网转串口接口U11的RXD引脚与所述的光耦隔离模块连接用于串行数据的接收，该Iport-1以太网转串口接口U11的D3.3V引脚与第三电源模块的电源输出引脚相连，还通过所述电容C44接地，该Iport-1以太网转串口接口U11的SHIELD引脚通过所述电容Y1接地以减小干扰。

作为优化，所述光耦隔离模块为两个，第一个光耦隔离模块连接于Iport-1以太网转串口接口U11的RXD引脚与变桨控制器的信号发送引脚之间，第二个光耦隔离模块连接于Iport-1以太网转串口接口U11的TXD引脚与变桨控制器的信号接收引脚之间，其作用是对传递的信号进行隔离，以抑制干扰；

所述第一个光耦隔离模块包括第一高速光耦合器O15、电阻R105、电阻R107、电容C35以及电容C40，所述第一高速光耦合器O15的ANODE引脚通过电阻R105接第二电源模块输出的D3.3V电源，所述第一高速光耦合器O15的CATHODE引脚与所述变桨控制器的串行信号发送引脚相连，所述第一高速光耦合器O15的OUTPUT引脚与所述Iport-1以太网转串口接口U11的RXD引脚相连，同时通过所述电容C40接地，所述第一高速光耦合器O15的GND引脚接地，所述第一高速光耦合器O15的VCC引脚接所述第三电源模块输出的S3.3V电源，同时通过电容C35接地，还通过所述电阻R107与O15的OUTPUT引脚相连；

所述第二个光耦隔离模块包括第二高速光耦合器O16、电阻R106、电阻R108、电容C36以及电容C41，所述第二高速光耦合器O16的ANODE引脚通过电阻R106接第三电源模块输出的S3.3V电源，所述第二高速光耦合器O16的CATHODE引脚与所述Iport-1以太网转串口接口U11的TXD引脚相连，所述第二高速光耦合器O16的OUTPUT引脚与所述变桨控制器的串行信号接收引脚相连，同时通过所述电容C41接地，所述第二高速光耦合器O16的GND引脚接地，所述第二高速光耦合器O16的VCC引脚接所述第二电源模块输出的D3.3V电源，同时通过电容C36接地，还通过所述电阻R108与O16的OUTPUT引脚相连。

作为优化，所述第一电源模块包括电源芯片U18、电容C46、电容E2以及电感L5，所述电源芯片U18的GND引脚外接24V电源的DC24V-，所述电源芯片U18的Vin引脚外接24V电源的DC24V+，所述电源芯片U18的0V引脚接地，所述电源芯片U18的+Vo引脚通过电感L5后输出+5V电源至第二电源模块和第三电源模块，所述电源芯片U18的0V引脚还通过所述电容C46后接到+5V电源，所述电容E2与所述电容C46并联连接。

作为优化，所述第二电源模块包括双电压调节芯片U24、电阻R61、电阻R111、电阻R112、若干电容，所述双电压调节芯片U24的两个1IN引脚、两个2IN引脚均连接到+5V电源，同时通过电容C31接地，电容E16与所述电容C31并联连接，所述双电压调节芯片U24的引脚、引脚、1GND引脚、2GND引脚直接接地，所述双电压调节芯片U24的PAD引脚接地，所述双电压调节芯片U24的两个2OUT引脚直接输出D3.3V电源至变桨控制器的VDDIO引脚，所述双电压调节芯片U24的两个2OUT引脚还通过电容E32接地，电容E17与所述电容E32并联连接，所述双电压调节芯片U24的两个1OUT引脚输出D1.8V电源至变桨控制器的VDD引脚，所述双电压调节芯片U24的两个1OUT引脚还均通过电容C30接地，电容E15与所述电容C30并联连接，所述双电压调节芯片U24的1FB/SENSE引脚通过所述电阻R112接地，还通过所述电阻R111接到D1.8V，所述双电压调节芯片U24的引脚通过电阻R61与变桨控制器的XMS引脚连接。

作为优化，所述第三电源模块包括电源芯片U26、电容C54、电容E10，所述电源芯片U26的Vin引脚接第一电源模块输出的+5V电源，所述电源芯片U26的0V引脚接地，所述电源芯片U26的+Vo引脚输出S3.3V电源，所述电源芯片U26的+Vo还通过所述电容C54接地，所述电容E10与所述电容C54并联连接。

本实用新型的变桨系统调试电路，由于采用了Iport以太网转串口接口，因此在调试变桨系统时，仅需要采用普通的网线使上位机（调试电脑）与变桨系统的以太网端口相连，在传输数据时，以太网接收到的数据通过Iport接口电路转换为串行通行模式。与现有技术的CAN模块相比，无需采用特制的USB转CAN模块，通用性强，兼容性高。

变桨系统采用DSP_TMS320F28335作为其主控芯片，但该主控芯片没有以太网功能模块，故设计将其SCI串行通信功能模块与以太网接口之间进行数据交互，由此选用嵌入式以太网转串口模块Iport接口作为变桨系统的调试接口。IPort集成10/100M自适应以太网接口，目标IP地址和端口均可设定，同时内部成集了TCP/IP协议栈，兼容SOCKET工作方式。为了抑制电磁干扰，设计时首先采用隔离DC/DC电源模块给IPort供电，然后在其信号线上采用光耦对其发送、接收数据进行隔离。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 是本实用新型变桨系统调试电路一实施例的框图。

图2是图1中第一电源模块的电路原理图。

图3是图1中第二电源模块的电路原理图。

图4是图1中第三电源模块的电路原理图。

图5是图1中网络接口电路的电路原理图。

图6是第一光耦隔离电路的电路原理图。

图7是第二光耦隔离电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1至图7，本实用新型的变桨系统调试电路包括用于将外部直流电源转换为5V直流电源的第一电源模块、与所述第一电源模块电连接且用于将5V直流电源转换为3.3V和1.8V的第二电源模块、与第一电源模块电连接且用于将外部直流电源转换为3.3V隔离电源的第三电源模块、与所述第二电源模块电连接的变桨控制器、与所述第三电源模块电连接的网络接口模块、以及连接于所述变桨控制器与网络接口模块之间的光耦隔离模块。其中：

所述变桨控制器采用型号为DSP_TMS320F28335主控芯片。

所述第一电源模块包括电源芯片U18、电容C46、电容E2以及电感L5，所述电源芯片U18的GND引脚外接24V电源的DC24V-，所述电源芯片U18的Vin引脚外接24V电源的DC24V+，所述电源芯片U18的0V引脚接地，所述电源芯片U18的+Vo引脚通过电感L5后输出+5V电源至第二电源模块和第三电源模块，所述电源芯片U18的0V引脚还通过所述电容C46后接到+5V电源，所述电容E2与所述电容C46并联连接。

所述第二电源模块包括双电压调节芯片U24、电阻R61、电阻R111、电阻R112、若干电容，所述双电压调节芯片U24的两个1IN引脚、两个2IN引脚均连接到+5V电源，同时通过电容C31接地，电容E16与所述电容C31并联连接，所述双电压调节芯片U24的引脚、引脚、1GND引脚、2GND引脚直接接地，所述双电压调节芯片U24的PAD引脚接地，所述双电压调节芯片U24的两个2OUT引脚直接输出D3.3V电源至变桨系统主控芯片TMS320F28335的VDDIO引脚，所述双电压调节芯片U24的两个2OUT引脚还通过电容E32接地，电容E17与所述电容E32并联连接，所述双电压调节芯片U24的两个1OUT引脚输出D1.8V电源至变桨控制器的VDD引脚，所述双电压调节芯片U24的两个1OUT引脚还均通过电容C30接地，电容E15与所述电容C30并联连接，所述双电压调节芯片U24的1FB/SENSE引脚通过所述电阻R112接地，还通过所述电阻R111接到D1.8V，所述双电压调节芯片U24的引脚通过电阻R61与变桨控制器的XMS引脚连接。

所述第三电源模块包括电源芯片U26、电容C54、电容E10，所述电源芯片U26的Vin引脚接第一电源模块输出的+5V电源，所述电源芯片U26的0V引脚接地，所述电源芯片U26的+Vo引脚输出S3.3V电源，所述电源芯片U26的+Vo还通过所述电容C54接地，所述电容E10与所述电容C54并联连接。

所述网络接口模块包括Iport-1以太网转串口接口U11、电容C44、电容Y1、电阻R87以及电阻R88；该Iport-1以太网转串口接口U11的LINK引脚通过电阻R87接U11的R_LED-引脚，其作用是通过R_LED指示网络连接状态，该以太网转串口接口U11的NET_RT引脚通过电阻R88接U11的L_LED-引脚，其作用是通过L_LED指示网络是否有数据在进行交换，该Iport-1以太网转串口接口U11的TXD引脚与所述光耦隔离模块连接用于串行数据的发送，该Iport-1以太网转串口接口U11的RXD引脚与所述的光耦隔离模块连接用于串行数据的接收，该Iport-1以太网转串口接口U11的D3.3V引脚与第三电源模块的电源输出引脚相连，还通过所述电容C44接地，该Iport-1以太网转串口接口U11的SHIELD引脚通过所述电容Y1接地以减小干扰。

所述光耦隔离模块为两个，第一个光耦隔离模块连接于Iport-1以太网转串口接口U11的RXD引脚与变桨控制器的信号发送引脚之间，第二个光耦隔离模块连接于Iport-1以太网转串口接口U11的TXD引脚与变桨控制器的信号接收引脚之间，其作用是对传递的信号进行隔离，以抑制干扰。

所述第一个光耦隔离模块包括第一高速光耦合器O15、电阻R105、电阻R107、电容C35以及电容C40，所述第一高速光耦合器O15的ANODE引脚通过电阻R105接第二电源模块输出的D3.3V电源，所述第一高速光耦合器O15的CATHODE引脚与所述变桨控制器的串行信号发送引脚相连，所述第一高速光耦合器O15的OUTPUT引脚与所述Iport-1以太网转串口接口U11的RXD引脚相连，同时通过所述电容C40接地，所述第一高速光耦合器O15的GND引脚接地，所述第一高速光耦合器O15的VCC引脚接所述第三电源模块输出的S3.3V电源，同时通过电容C35接地，还通过所述电阻R107与O15的OUTPUT引脚相连。

所述第二个光耦隔离模块包括第二高速光耦合器O16、电阻R106、电阻R108、电容C36以及电容C41，所述第二高速光耦合器O16的ANODE引脚通过电阻R106接第三电源模块输出的S3.3V电源，所述第二高速光耦合器O16的CATHODE引脚与所述Iport-1以太网转串口接口U11的TXD引脚相连，所述第二高速光耦合器O16的OUTPUT引脚与所述变桨控制器的串行信号接收引脚相连，同时通过所述电容C41接地，所述第二高速光耦合器O16的GND引脚接地，所述第二高速光耦合器O16的VCC引脚接所述第二电源模块输出的D3.3V电源，同时通过电容C36接地，还通过所述电阻R108与O16的OUTPUT引脚相连。

本实用新型的变桨系统调试电路，由于采用了Iport以太网转串口接口，因此在调试变桨系统时，仅需要采用普通的网线使上位机（调试电脑）与变桨系统的以太网端口相连，在传输数据时，以太网接收到的数据通过Iport接口电路转换为串行通行模式。与现有技术的CAN模块相比，无需采用特制的USB转CAN模块，通用性强，兼容性高。

变桨系统采用DSP_TMS320F28335作为其主控芯片，但该主控芯片没有以太网功能模块，故设计将其SCI串行通信功能模块与以太网接口之间进行数据交互，由此选用嵌入式以太网转串口模块Iport接口作为变桨系统的调试接口。IPort集成10/100M自适应以太网接口，目标IP地址和端口均可设定，同时内部成集了TCP/IP协议栈，兼容SOCKET工作方式。为了抑制电磁干扰，设计时首先采用隔离DC/DC电源模块给IPort供电，然后在其信号线上采用光耦对其发送、接收数据进行隔离。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。