[实用新型]一种50KVA 交流调压多档叠层电源控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于交流调压领域，特别是一种50KVA交流调压多档叠层电源控制器。 

背景技术

电能是目前人类生产和生活中最重要的一种能源形式。合理、高效、精确和方便地利用电能仍然是人类所面临的重大问题。对各种各样的电源装置提出的技术要求中，除了稳定性、可靠性、精确性、高效率等方面的要求外，小型化和轻量化也是十分迫切的需求。目前解决的主要手段有高频化、元器件和结构的小型化。采用电力电子技术的电源装置给电能的利用带来了革命。 

在电力电子调压电源中目前主要应用晶闸管相控调压，由于采用了各周期相控技术，其响应时间可以小于一个电网电压周期。但其输出电压和电流的谐波含量较高，需要较大容量的滤波环节，并且输入功率因数较低。 

从国内外的研究现状来看，交流斩波调压控制技术是一种新型高性能交流调压技术，本实用新型就是在现有交流斩波调压控制装置的基础上的一种多档叠层交流斩波调压控制装置。相比传统的斩波调压控制装置，控制的电压更加平稳，谐波含量更少。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种50KVA交流调压多档叠层电源控制器，对1KV以上的电压通过多档交流斩波控制，从而打到对负载电流的实时精确控制。 

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种50KVA交流调压多档叠层电源控制器，包括相互连接的FPGA芯片和ARM芯片，所述FPGA芯片的输入端通过A/D转换芯片连接有96芯插头，该96芯插头通过背板与互感器板相连，互感器板采集晶闸管两端的电流和电压信号；所述FPGA芯片的输出端通过电光转换电路连接有光纤端子，该光纤端子的输出端与晶闸管阀组相连；所述ARM的输入端通过RS485模块连接有控制目标电流电压信号。 

优选地，所述FPGA芯片是Cyclone系列芯片，型号为EP1C6QFP240； 

优选地，所述FPGA芯片通过十路光纤与电光转换电路连接，电光转换电路的输出端通过十路光纤输出到光纤端子上； 

优选地，所述AD转换芯片是AD7656芯片。 

与现有技术相比，本实用新型50KVA交流调压多档叠层电源控制器至少具有以下优点：本实用新型根据需要控制的目标电压的同步电压，通过接收同步电压的过零点得到同步信号，FPGA芯片从AD转换芯片获取到电流电压反馈数据后传给ARM芯片，ARM芯片根据AD转换芯片采集到的数据和从RS485接收得到的目标数据来得出计算结果，送给FPGA芯片，FPGA芯片根据得到的同步信号，对每个晶闸管阀组的触发信号进行编码，并将编码后的触发脉冲分配到与每个晶闸管一一对应的光电转换通道，经光纤传输到TE(高电位电子单元)板触发晶闸管。在实现整个过程中本实用新型采用ARM芯片和FPGA芯片为控制核心，利用常见元器件，并通过易于实现的连接方式，达到了对晶闸管控制，从而对电压进行斩波控制的目的。 

附图说明

图1是本实用新型50KVA交流调压多档叠层电源控制器的原理框图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型50KVA交流调压多档叠层电源控制器做详细描述： 

请参阅图1所示，本实用新型50KVA交流调压多档叠层电源控制器包括光电转换电路、光纤端子、AD转换芯片和96芯插头、FPGA芯片和ARM芯片，所述FPGA芯片与电光转换电路连接，电光转换电路的输出端连接到光纤端子上。其中FPGA芯片是通过十路光纤与电光转换电路连接，电光转换电路的输出端再通过十路光纤输出到光纤端子上。96芯插头通过AD转换芯片然后连接到FPGA芯片上。所述96芯插头通过背板总线和互感器板相连，互感器板与晶闸管相连，用来采集晶闸管两端的电流和电压信号。ARM芯片和FPGA芯片相连，接收FPGA芯片从AD转换芯片得到的不同电压档位的电压电流数据，所述ARM芯片的输入端通过串口驱动利用RS485模块连接有标准电流电压信号，当ARM芯片接收到FPGA芯片传送的不同电压档位的电压电流数据后，将该数据与标准电流电压信号对比后计算出需要发送的电压角度，该电压角度依次通过FPGA芯片、电光转换电路和光纤端子输出给晶闸管阀组以调节晶闸管的目标角度。 

对FPGA的设计： 

本实用新型的FPGA芯片最优方案是选用Cyclone系列芯片，其中最好选用Cyclone系列芯片的EP1C6QFP240。 

(1)FPGA芯片通过接收同步电压的过零点得到同步信号，从AD芯片获取到电流电压反馈数据后传给ARM芯片；