专利名称：一种控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于控制技术领域，尤其涉及一种控制器。
背景技术：
现有的控制器一般都采用普通的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation, PWM) 控制技术，例如普通的马达控制器；或者采用正弦脉冲宽度调制的控制技术，例如不间断电源(Uninterruptible Power SyStem，UPQ。采用上述控制算法的控制器控制性能不高，产生的谐波较大。同时，现有控制器的信号检测电路无法满足多种信号采集的需求；控制器件与主功率电路、各负载之间不具备实时通信功能；控制器件与主功率电路之间未实现强弱电隔离，存在着安全隐患；此外，现有的控制器不具备扩展的存储装置，导致控制器处理速度和数据存储能力有限；在控制器中无法实时对工作状态和工作数据进行显示。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种控制器，旨在解决现有的控制器大多采用PWM控制技术，信号采集种类受限，控制系统内无法实现实时通信，且无法实现强弱电隔离的问题。本实用新型是这样实现的，一种控制器，所述控制器包括用于进行运算处理以及对所述控制器的信号进行管理的主控制器件；与所述主控制器件连接的SVPWM信号发生电路；与所述SVPWM信号发生电路连接的主功率电路；与所述主控制器件连接，用于对输入所述主控制器件的采样信号进行选择的采样通道选择电路；与所述主控制器件连接，用于提供所述主控制器件与所述主功率电路的并机通信接口的通信接口电路；连接在所述主控制器件与所述主功率电路之间的光耦隔离电路。进一步地，所述控制器还包括连接在所述主控制器件与所述通信接口电路之间的光耦隔离电路。更进一步地，所述控制器还包括连接在所述主控制器件与计算机之间的仿真接口电路。更进一步地，所述控制器还包括与所述主控制器件连接，用于对所述主控制器件的输入/输出口进行分时复用的输入/输出口分时复用电路。更进一步地，所述控制器还包括与所述主控制器件连接的扩展存储器。更进一步地，所述扩展存储器包括只读存储器和随机存储器。[0021]更进一步地，所述控制器还包括与所述主控制器件连接，用于实时显示所述控制器的工作状态和工作数据的显示电路。本实用新型实施例通过在控制器中集成SVPWM信号发生电路，采用SVPWM控制技术提高了直流母线电压利用率，降低了输出电流谐波。同时，在控制器中集成了信号采样通道选择电路、通信接口电路以及光耦隔离电路，很好地对控制器的外围电路进行了扩展，完善了控制器功能，并通过输入/输出口分时复用电路、扩展存储器以及显示电路优化了控制器的功能。
图1是本实用新型第一实施例提供的控制器的功能模块框图；图2是本实用新型第二实施例提供的控制器的功能模块框图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型实施例通过在控制器中集成空间矢量脉冲宽度调制(SpaceVector Pulse Width Modulation, SVPWM)信号发生电路，采用SVPWM控制技术提高了直流母线电压利用率，降低了输出电流谐波。同时，在控制器中集成了信号采样通道选择电路、通信接口电路以及光耦隔离电路，很好地对控制器的外围电路进行了扩展，完善了控制系统功能。图1示出了本实用新型第一实施例提供的控制器的功能模块框图，为了便于描述，仅示出了与本实施例相关的部分。参照图1，本实用新型实施例提供的控制器包括主控制器件11，以及与主控制器件11连接的SVPWM信号发生电路12、主功率电路13、采样通道选择电路14、通信接口电路 15和光耦隔离电路16，其中主控制器件11位于该控制器中央，适用于数字马达控制、电机控制、工业自动化、电力转换系统等应用场合中，用于对SVPWM算法进行运算处理，并集中管理各种信号， 因此其既具有数字信号处理能力，又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能。作为本实用新型的一个实现示例，主控制器件11可以采用美国TI公司推出的定点DSP芯片 TMS320F2812，该芯片中内含128KX16位的片内Flash存储器，同时具备外部存储器接口。SVPWM信号发生电路12与主控制器件11连接，其根据主控制器件11中确定的 SVPWM算法的运算结果，生成相应的SVPWM信号。在本实用新型实施例中，生成的SVPWM信号能够提高直流母线电压利用率，降低了输出电流谐波。主功率电路13与SVPWM信号发生电路12相连接，SVPWM信号发生电路12利用其产生的SVPWM信号对主功率电路13进行驱动和控制，将输入电功率转换为负载所需的电能，从而使得主功率电路13能够为控制器的负载提供安全可靠的三相电源，使负载正常工作。在本实用新型实施例中，主控制器件11的周围分布着2个功能模块电路，即采样通道选择电路14和通信接口电路15，上述功能模块电路更好地完善了控制器的功能。其中，采样通道选择电路14与主控制器件11的模数转换接口相连，通过数据选择器对采集到的电压信号、电流信号、温度信号、霍尔传感器信号或者反电动势信号等信号进行选择，由此实现主控制器件11的模数转换接口的复用，大大扩展了采样信号的种类，很好地提高了控制器信号采集的效率。作为本实用新型的一个实现示例，采样通道选择电路14可以采用74LS157数据选择器实现。通信接口电路15与主控制器件11相连，并通过主控制器件11的控制器局域网 (Controller Area Network，CAN)接口连接，为CAN总线收发器，用于实现主控制器件11与主功率电路13之间的通信，以及用于实现连接主功率电路13的多路负载的并机实时通信。 例如，同时控制多个马达系统，实现多个马达系统之间的并机通信；或者同时控制UPS系统的多个功率模块，以实现系统的组合应用。通信接口电路15具有差分收发能力，具有高速率和高抗电磁干扰等特点，电气连接简单，广泛用于汽车、工业自动化，UPS系统等领域，具有良好的实用性。作为本实用新型的一个实现示例，通信接口电路15可以采用SN65HVD230型CAN 总线收发器实现。光耦隔离电路16位于SVPWM信号发生电路12与主功率电路13之间，以及位于主控制器件11与通信接口电路15之间，用于将控制器的弱电信号与主功率电路、通信二次侧电路的强电信号进行光耦隔离，使得信号输出端对信号输入端无影响，提升控制器的抗干扰能力强，提高系统的安全性和可靠性。在本实用新型实施例中，对于控制器的设计通过仿真接口电路17实现，该仿真接口电路17连接在主控制器件11和用户端的计算机之间，首先通过在用户端的计算机上建立基于MATLAB/Simulink/RTW开发环境的SVPWM控制算法模型，将建立好的模型通过仿真器接口电路17导入主控制器件11中进行硬件仿真调试和直接代码生成调试，最终通过编译，下载到主控制器件11中，实现整个控制器的正常工作，大大减少了开发周期和成本。图2示出了本实用新型第二实施例提供的控制器的功能模块框图，为了便于描述，仅示出了与本实施例相关的部分。参照图2，通过在控制器中集成输入/输出口分时复用电路208、扩展存储器209 和显示电路210，提高了控制器的输入/输出能力、存储能力，并通过对控制器的工作状态和工作数据进行显示，提升了用户的操作体验，其中输入/输出口分时复用电路208连接主控制器件201，其与主控制器件201的输入/输出端口相连，通过74LS244芯片及74LS374芯片对主控制器件201的输入/输出端口进行时分复用，从而使得控制器输入/输出口的数量不受限于主控制器件201输入/输出口的数量，在很好地控制了制造成本的同时，扩展了控制器的数据处理能力。扩展存储器209包括扩展的只读存储器和随机存储器，其与主控制器件201的外部存储器接口相连，用于协助主控制器件201完成整个系统的数据处理和数据存储工作， 分担主控制器件201的数据处理压力，提高了系统的稳定性和智能化程度。显示电路210与主控制器件201连接，用于根据主控制器件的运行情况，对控制器的当前工作状态和各功能模块电路的工作数据进行实时显示。[0044]本实用新型实施例通过在控制器中集成SVPWM信号发生电路，采用SVPWM控制技术提高了直流母线电压利用率，降低了输出电流谐波。同时，在控制器中集成了信号采样通道选择电路、通信接口电路以及光耦隔离电路，很好地对控制器的外围电路进行了扩展，完善了控制器功能，并通过输入/输出口分时复用电路、扩展存储器以及显示电路优化了控制器的功能。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种控制器，其特征在于，所述控制器包括用于进行运算处理以及对所述控制器的信号进行管理的主控制器件； 与所述主控制器件连接的SVPWM信号发生电路； 与所述SVPWM信号发生电路连接的主功率电路；与所述主控制器件连接，用于对输入所述主控制器件的采样信号进行选择的采样通道选择电路；与所述主控制器件连接，用于提供所述主控制器件与所述主功率电路的并机通信接口的通信接口电路；连接在所述主控制器件与所述主功率电路之间的光耦隔离电路。
2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括 连接在所述主控制器件与所述通信接口电路之间的光耦隔离电路。
3.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括 连接在所述主控制器件与计算机之间的仿真接口电路。
4.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括与所述主控制器件连接，用于对所述主控制器件的输入/输出口进行分时复用的输入 /输出口分时复用电路。
5.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括 与所述主控制器件连接的扩展存储器。
6.如权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述扩展存储器包括只读存储器和随机存储器。
7.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括与所述主控制器件连接，用于实时显示所述控制器的工作状态和工作数据的显示电
专利摘要本实用新型适用于控制技术领域，提供了一种控制器，所述控制器包括用于进行运算处理以及对所述控制器的信号进行管理的主控制器件；与所述主控制器件连接的SVPWM信号发生电路；与所述SVPWM信号发生电路连接的主功率电路；与所述主控制器件连接，用于对输入所述主控制器件的采样信号进行选择的采样通道选择电路；与所述主控制器件连接，用于提供所述主控制器件与所述主功率电路的并机通信接口的通信接口电路；连接在所述主控制器件与所述主功率电路之间的光耦隔离电路。本实用新型采用SVPWM控制技术提高了直流母线电压利用率，降低了输出电流谐波。同时，在控制器中很好地对控制器的外围电路进行了扩展，完善了控制系统功能。
文档编号H03K7/08GK201956988SQ20112004413
公开日2011年8月31日 申请日期2011年2月22日 优先权日2011年2月22日
发明者刘德新, 张卫丰, 王瑞春, 谢华 申请人:深圳信息职业技术学院