[发明专利]基于FPGA和Profibus的直流充电机控制系统

摘要

本发明公开了一种基于FPGA和Profibus总线的电动汽车直流充电机控制系统的实现方法，该充电机控制系统由AC/DC控制模块和若干DC/DC控制模块构成，AC/DC控制模块和DC/DC控制模块均以FPGA为运算控制核心芯片，实现信号采样、脉冲分配和运算控制功能；该系统的AC/DC控制模块和DC/DC控制模块之间采用基于Profibus‑DP总线的通讯构架。AC/DC控制模块为主站，若干DC/DC控制模块为从站，本发明以FPGA为核心控制芯片，减少了硬件电路的外围电路，提高了系统的抗干扰能力和可靠性，提高了模块间的通讯速率，保证了系统的控制实时性。

主权项

一种基于FPGA和Profibus的直流充电机控制系统，其特征在于，包括一个AC/DC整流控制模块和若干个DC/DC变换控制模块；若干个DC/DC变换模块的DC输入侧并联后与AC/DC整流模块的DC侧连接，所述DC/DC变换模块的DC输出侧为充电机的多路输出；所述AC/DC控制模块包括主站FPGA、主站采样单元、主站脉冲分配单元、数字量输入输出单元、模拟量输入输出单元和主站Profibus通讯单元；所述主站采样单元、主站脉冲分配单元、数字量输入输出单元、模拟量输入输出单元、主站Profibus通讯单元均与主站FPGA连接通信；所述主站采样单元包括交流电压采样、交流电流采样和直流电压采样；交流电压采样和交流电流采样分别基于电压互感器和电流互感器采样,采样信号经滤波处理后进入模数转换器,经模数转换器转换后送入主站FPGA；直流电压采样采用电阻分压采样方式，电阻分压后的输出量送入模数转换器,经模数转换器转换后送至主站FPGA；主站脉冲分配单元采集功率模块的电流和温度信号，经模数转换器转换后输入主站FPGA，主站FPGA根据控制指令和输入的电压和电流信号算生成PWM脉冲信号，PWM脉冲信号经脉冲分配单元处理输出；主站脉冲分配单元产生功率器件的驱动信号；数字量输入输出单元和模拟量输入输出单元接收充电机系统的状态输入送至主站FPGA，主站FPGA根据状态输入判断充电机系统运行情况，输出控制信号至电机控制系统；主站Profibus通讯单元用于主站与各个从站的Profibus单元通信，发送控制指令并接收从站DC/DC模块状态信息。