[实用新型]一种用于柔性交流输电装置的多功能板卡

说明书

技术领域

本实用新型属于电力电子装置领域，具体涉及一种用于柔性交流输电装置的多功能板卡。 

背景技术

电力电子装置是由各类电力电子电路组成的装置，用于大功率电能的变换和控制。它包括整流器、逆变器、直流变流器、交流变流器、电机调速装置、直流输电装置、无功补偿装置等。柔性交流输电技术属于电力电子装置的核心技术。静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator，STATCOM）、静止同步串联补偿器（Static synchronous series com pensator,SSSC）、统一潮流控制器（Unified power flow controller,UPFC）、动态电压恢复器（dynamic voltage restorers，DVR）等等都是柔性交流输电系统（Flexible AC Transmission System，FACTS）的核心装置，均采用新一代的电力电子器件，如：门极可关断晶闸管（GTO），绝缘栅双极型晶体管（IGBT），集成门极换向晶闸管（IGCT），并且采用现代控制技术。上述新型FACTS装置用来提高交流输电系统的可控性和传输容量。 

柔性交流输电装置的控制系统需要在每个采样周期内采样与系统相关的电压电流模拟量，存储海量数据，提供复杂的计算来实现装置的控制策略和保护算法，采集柔性交流输电装置的开关量信号，控制一次回路的开关分合，对所有开关器件的动作行为进行同步控制、并相互交换信息，与监控界面交互数据实现参数下发、定值查询、电压电流模拟量显示、运行状态显示、开关操作、装置投切等等。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种层次合理、功能强大、结构紧凑、集成度高、易于实现且控制效果良好的用于柔性交流输电装置的多功能板卡，实现了对柔性交流输电装置的控制、保护及录波三种功能。 

本实用新型提供的一种用于柔性交流输电装置的多功能板卡，其改进之处在于，所述板卡包括双核处理器、现场可编程门列阵FPGA、存储单元、以太网单元、工业以太网EtherCAT总线接口单元、电平转换单元、双核处理器外设接口、串行通信接口单元、 输入显示单元、通用输入输出接口单元和电源管理单元； 

所述双核处理器分别与所述现场可编程门列阵FPGA、所述存储单元、所述以太网单元、所述电平转换单元、所述双核处理器外设接口、所述串行通信接口单元、所述输入显示单元和所述电源管理单元连接； 

所述现场可编程门列阵FPGA分别与所述工业以太网EtherCAT总线接口单元、所述电平转换单元和所述电源管理单元连接； 

所述电平转换单元与所述通用输入输出接口单元连接。 

其中，所述工业以太网EtherCAT总线接口单元包括用于扩展低压差分信号（LVDS）接口的EtherCAT总线接口和用于扩展光信号接口的EtherCAT总线接口。 

其中，所述双核处理器外设接口包括EMAC接口、EMIFA接口、EM IFB接口、SPI接口、USB总线单元、I2C接口、UART接口、MMC/SD/SDIO接口、LCD接口、JTAG接口；其中： 

所述EMAC接口与所述以太网接口单元的网络物理芯片LAN8701A进行网络通讯； 

所述EMIFA接口分别与所述存储单元和所述现场可编程门阵列FPGA互连； 

所述EMIFB接口与所述存储单元互连； 

所述SPI接口与所述存储单元互连； 

所述USB接口的电源通过电源开关电路与USB插座的电源连接，USB接口的数据总线并联ESD保护电路与USB插座的数据接口互连； 

所述I2C接口设有两个，其中一个与所述存储单元互连，另一个与所述输入显示单元中的键盘扩展电路互连； 

所述LCD接口与所述输入显示单元中的LCD接口电路互连； 

所述UART接口，与所述串行通信接口单元互连后，通过所述串行通信接口单元与PC机进行串行通信； 

所述MMC/SD/SDIO接口与所述存储单元互连； 

所述JTAG接口与14pin的JTAG插座互连，通过DSP仿真器与PC机进行通信。 

其中，所述存储单元包括并行的DDR存储器、SPI Flash存储器、SD卡存储器、NAND Flash存储器和EEPROM存储器；其中： 

所述NAND Flash存储器采用三星公司的64M Byte容量的K9F1216U0A； 

所述DDR存储器采用Micron公司的64M Byte容量的MT46H32M16LFBF；