一种光伏逆变器双DSP控制器的制作方法

本实用新型涉及电力电子技术，具体涉及一种光伏逆变器双DSP控制器。

背景技术：

“金太阳”等认证标准要求并网型光伏逆变器要有冗余保护功能，即主控DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)的程序跑飞了还要能够完成逆变器的保护功能，因此多CPU的设计成为必然选择。近年来并网型光伏逆变器多采用DSP+FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)和双DSP+FPGA的设计方案；上述方案将DSP快速运算的实时性与FPGA的高可靠性相结合，但也存在一些局限性，双DSP+FPGA的方案比较复杂，而且两个DSP间快速运算实时性强，两个DSP通过FPGA的数据交换，很难满足要求，且开发难度高；单DSP+FPGA的成本较双DSP+FPGA低，开发难度低，处理空间矢量的调制控制等快速运算需要的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)模块等资源数量偏少，不能满足组串逆变器等中小功率逆变器的需求。

现有技术一的技术方案：如图1所示，一般采用FPGA的单个DSP控制系统，包括：DSP芯片、FPGA芯片、A/D转换模块一、A/D转换模块二、I/O模块、PWM模块、驱动电路、硬件保护模块、模拟量采集模块、功率模块、并网开关。

逆变器的I/O端口模块通过FPGA芯片与DSP芯片相连的；逆变器的模拟量采集模块与DSP芯片的A/D端口相连；逆变器的模拟量采集模块通过硬件保护比较电路与FPGA相连。逆变器的驱动电路模块与并网继电器模块通过FPGA芯片与DSP芯片相连。DSP的PWM模块通过FPGA芯片与逆变器的功率模块相连。

所述A/D转换模块一负责将逆变器模拟量(电压、电流)转为数字信号，送到所述DSP模块；

所述A/D转换模块二负责将逆变器模拟量(电压、电流)转为数字信号，送到所述DSP模块；

所述PWM模块负责将FPGA模块输出的数字开关信号，转送到功率模块；

所述I/O模块负责将逆变器的输入输出的开信号，送到所述FPGA模块；

所述驱动电路，负责将FPGA模块输出的数字开关信号放大为功率驱动信号，驱动并网开关；

所述硬件保护模块，负责将逆变器的输入输出的模拟信号，通过硬件电路进行阈值判断，然后送到所述FPGA模块；

所述的A/D转换模块一和A/D转换模块二的顺序可随意变换组合。

现有技术一的缺点：数据处理性能不高，A/D模块、PWM模块数量有限，可扩展性不强，同时控制逆变和升压模块较为困难。

现有技术二的技术方案：

现有的双DSP方案，如图2所示，一般采用基于FPGA的双DSP控制系统，逆变器的I/O端口通过FPGA芯片与DSP芯片相连的；逆变器的两个模拟量采集模块分别与两个DSP芯片中的一个DSP芯片的A/D端口相连；逆变器的模拟量采集模块通过硬件保护比较电路与FPGA相连。逆变器的驱动电路与并网继电器模块通过FPGA芯片与DSP芯片相连，两个DSP芯片间通过FPGA芯片进行数据交换。

所述A/D转换模块一，负责将逆变器模拟量(电压、电流)转为数字信号，送到所述DSP1模块；

所述A/D转换模块二，负责将逆变器模拟量(电压、电流)转为数字信号，送到所述DSP2模块；

所述PWM模块，负责将FPGA模块输出的数字开关信号，转送到功率模块；

所述I/O模块，负责将逆变器的输入输出的开信号，送到所述模块；

所述驱动电路，负责将FPGA芯片输出的数字开关信号，将信号放大为功率驱动信号，驱动并网开关；

所述硬件保护模块，负责将逆变器的输入输出的模拟信号，通过硬件电路进行阈值判断，然后送到FPGA模块；

所述的A/D转换模块一和A/D转换模块二的顺序不可以随意变换组合。

现有技术二的缺点：成本较高，DSP1模块和DSP2模块数据交换较困难，DSP1模块和DSP2模块的同步协同工作能力较差。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种光伏逆变器双DSP控制器，将双DSP控制器封装在一个芯片里，两个DSP的数据交换在芯片内部完成，完全满足实时性要求，开发难度比较低，处理空间矢量的调制控制等快速运算资源较单DSP+FPGA多，完全满足在组串逆变器等中小功率逆变器的需求。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种光伏逆变器双DSP控制器，包括A/D转换模块一、A/D转换模块二、PWM模块、功率模块、模拟量采集模块一、模拟量采集模块二、I/O模块、驱动电路、并网开关、硬件保护模块和双DSP模块；

所述双DSP模块为包含两个DSP处理器核心的芯片，包括DSP1模块和DSP2模块；

所述I/O模块与双DSP模块相连；所述硬件保护模块与双DSP模块相连；所述并网开关通过驱动电路与双DSP模块相连；所述模拟量采集模块一通过A/D转换模块一与双DSP模块相连；模拟量采集模块二通过A/D转换模块二与双DSP模块相连；所述功率模块通过PWM模块与双DSP模块相连。

在上述方案的基础上，所述A/D转换模块一，用于将模拟量采集模块一采集的模拟量(电压、电流)转为数字信号，发送到所述双DSP模块。

在上述方案的基础上，所述A/D转换模块二，用于将模拟量采集模块二采集的模拟量(电压、电流)转为数字信号，发送到所述双DSP模块。

在上述方案的基础上，所述PWM模块，用于将双DSP模块输出的数字开关信号，转送到功率模块。

在上述方案的基础上，所述I/O模块，用于将逆变器的输入输出的开信号，发送到所述双DSP模块。

在上述方案的基础上，所述驱动电路，用于将双DSP模块输出的数字开关信号放大为功率驱动信号，驱动并网开关。

在上述方案的基础上，所述硬件保护模块，用于将逆变器的输入输出的模拟信号，通过硬件电路进行阈值判断，然后送到所述双DSP模块。

在上述方案的基础上，所述A/D转换模块一和A/D转换模块二的顺序可随意变换组合。

在上述方案的基础上，所述DSP1模块和DSP2模块的顺序可随意变换组合。

在上述方案的基础上，所述DSP1模块和DSP2模块之间的通信采用芯片内通信方式。

本实用新型所述的光伏逆变器双DSP控制器，与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本方案的处理器芯片数量为1，芯片数量少，成本低，可靠性更高。

2、本方案A/D转换模块一和A/D转换模块二的顺序可以随意变换组合，DSP1模块和DSP2模块的顺序可随意变换组合，数据处理更加灵活。

3、本方案DSP1模块和DSP2模块之间采用芯片内通信方式，处理器数据通信快，成本低，可靠性更高。

4、本方案的处理器数量为2，性能更高，可以完成的功能更多样，扩展性强。

附图说明

本实用新型有如下附图：

图1现有技术一的原理示意图；

图2现有技术二的原理示意图；

图3本实用新型的原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图3所示，本实用新型所述的一种光伏逆变器双DSP控制器，包括A/D转换模块一、A/D转换模块二、PWM模块、功率模块、模拟量采集模块一、模拟量采集模块二、I/O模块、驱动电路、并网开关、硬件保护模块和双DSP模块；

所述双DSP模块为包含两个DSP处理器核心的芯片，包括DSP1模块和DSP2模块；

所述I/O模块与双DSP模块相连；所述硬件保护模块与双DSP模块相连；所述并网开关通过驱动电路与双DSP模块相连；所述模拟量采集模块一通过A/D转换模块一与双DSP模块相连；模拟量采集模块二通过A/D转换模块二与双DSP模块相连；所述功率模块通过PWM模块与双DSP模块相连。

在上述方案的基础上，所述A/D转换模块一，用于将模拟量采集模块一采集的模拟量(电压、电流)转为数字信号，发送到所述双DSP模块。

在上述方案的基础上，所述A/D转换模块二，用于将模拟量采集模块二采集的模拟量(电压、电流)转为数字信号，发送到所述双DSP模块。

在上述方案的基础上，所述PWM模块，用于将双DSP模块输出的数字开关信号，转送到功率模块。

在上述方案的基础上，所述I/O模块，用于将逆变器的输入输出的开信号，发送到所述双DSP模块。

在上述方案的基础上，所述驱动电路，用于将双DSP模块输出的数字开关信号放大为功率驱动信号，驱动并网开关。

在上述方案的基础上，所述硬件保护模块，用于将逆变器的输入输出的模拟信号，通过硬件电路进行阈值判断，然后送到所述双DSP模块。

在上述方案的基础上，所述A/D转换模块一和A/D转换模块二的顺序可随意变换组合。

在上述方案的基础上，所述DSP1模块和DSP2模块的顺序可随意变换组合。

在上述方案的基础上，所述DSP1模块和DSP2模块之间的通信采用芯片内通信方式。

本实用新型中，两个DSP处理器核心直接连接到同一个处理器芯片上，两个DSP处理器核心之间在内部通信，进一步降低了处理器之间的延迟。逆变器的I/O端口通过与双DSP模块直接相连，通过程序可以分配给任意DSP；逆变器的模拟量采集模块一通过A/D转换模块一与双DSP模块相连，模拟量采集模块二通过A/D转换模块二与双DSP模块相连，通过程序设置可以分配给任意DSP；逆变器模拟量采集模块通过硬件保护模块与处理器芯片直接连接。逆变器的驱动电路与并网开关(即并网继电器)与处理器芯片相连，通过程序设置可以分配给任意DSP。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。