基于DSP的智能电容器制造技术

本实用新型专利技术提供基于DSP的智能电容器，包括信号检测电路、通信电路、电源电路、复合开关投切电路、人机接口电路和主控单元，信号检测电路、通信电路、电源电路、复合开关投切电路和人机接口电路分别连接主控单元，信号检测电路包括电压采样调理电路、电流采样调理电路和同步方波电路，主控单元采用TMS320F2812的DSP芯片，通信电路采用RS485总线通讯，本实用新型专利技术设计合理，使用方便，可靠性较高、应用场合灵活，系统需要扩容时，将多台智能化的电容器通过通讯接口连接组成新的系统即可扩大系统无功补偿容量，从而能够实现低压无功集中式补偿和分布式补偿，应用场合更加广泛。

Intelligent capacitor based on DSP

The utility model provides intelligent capacitor based on DSP, including the signal detection circuit, communication circuit, power supply circuit, composite switch circuit, man-machine interface circuit and the main control unit, signal detection circuit, communication circuit, power supply circuit, composite switch circuit and interface circuit are respectively connected with the main control unit, signal detection circuit including the voltage sampling circuit, current sampling circuit and synchronous square wave circuit, the main control unit using DSP chip TMS320F2812, communication circuit using RS485 bus communication, the utility model has the advantages of reasonable design, convenient use, high reliability, flexible application, system needs expansion, the capacitor will be more intelligent through communication the new interface connected system can expand the system capacity of reactive power compensation, which can realize the low voltage reactive power compensation and centralized distribution Type compensation, the application is more extensive.

【技术实现步骤摘要】
基于DSP的智能电容器
本技术涉及电容器领域，具体涉及基于DSP的智能电容器。
技术介绍
传统的低压无功补偿装置通过一台控制器控制多台电容器，电容器通过熔断器和交流接触器与电网连接，从而实现低压无功集中式补偿。但是，现在由于配电网用户的多样性和负荷的复杂性，对电能质量的要求越来越高，这一集中式的无功补偿方式也存在一定的弊端，主要有以下几个方面：一是控制器出现故障时整个无功补偿系统都会瘫痪，系统的可靠性降低；二是无功补偿装置的灵活性较差，当系统所需无功容量增大时，扩容较为麻烦；三是应用场合局限，仅适用于集中式无功补偿，无法应用于分布式无功补偿场合。
技术实现思路
本技术的目的是为解决上述不足，提供基于DSP的智能电容器。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：基于DSP的智能电容器，包括信号检测电路、通信电路、电源电路、复合开关投切电路、人机接口电路和主控单元，信号检测电路、通信电路、电源电路、复合开关投切电路和人机接口电路分别连接主控单元，信号检测电路包括电压采样调理电路、电流采样调理电路和同步方波电路，主控单元采用TMS320F2812的DSP芯片，通信电路采用RS485总线通讯。人机接口电路包括按键电路、指示灯输出电路和显示电路。复合开关投切电路包括过零触发电路、晶闸管驱动电路和继电器驱动电路，过零触发电路连接晶闸管驱动电路。按键电路包括按键S1返回键、S2上行键、S3下行键和S4确认键。本技术具有如下有益的效果：本技术设计合理，使用方便，可靠性较高、应用场合灵活，系统需要扩容时，将多台智能化的电容器通过通讯接口连接组成新的系统即可扩大系统无功补偿容量，从而能够实现低压无功集中式补偿和分布式补偿，应用场合更加广泛。附图说明图1为本技术的整体结构示意图；图2为本技术的电压采样调理电路；图3为本技术的电流采样调理电路；图4为本技术的同步方波电路；图5为本技术的通信电路；图6为本技术的过零触发电路；图7为本技术的继电器驱动电路；图8为本技术的按键电路；图9为本技术的指示灯输出电路；图10为本技术的显示电路；图11为本技术的电源电路。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步的说明：如图1所示，基于DSP的智能电容器，包括信号检测电路1、通信电路2、电源电路3、复合开关投切电路4、人机接口电路5和主控单元6，信号检测电路1、通信电路2、电源电路3、复合开关投切电路4和人机接口电路5分别连接主控单元6，信号检测电路1包括电压采样调理电路7、电流采样调理电路8和同步方波电路9，主控单元采用TMS320F2812的DSP芯片，通信电路采用RS485总线通讯。人机接口电路5包括按键电路13、指示灯输出电路14和显示电路15。复合开关投切电路4包括过零触发电路10、晶闸管驱动电路11和继电器驱动电路12，过零触发电路10连接晶闸管驱动电路11。按键电路13包括按键S1返回键、S2上行键、S3下行键和S4确认键。如图2所示，电压采样调理电路：220V电网交流电压信号U经过限流电阻R9，输出2mA的交流电流，满足电压互感器输入电流要求，经过电压互感器和采样电阻R10后，输出双极性电压信号。如图3所示，电流采样调理电路：I为通过一次电流互感器后的电流，额定输出为5A，经二次电流互感器ZMCT102后额定输出电流为2mA，将电流信号采样调理后信号送入至DSP的ADCINB1引脚。如图4所示，同步方波电路：由同步方波电路和DSP的捕获单元组成。其中，同步方波电路由二阶滤波电路、电压比较电路、高速光耦电路组成。电压信号先经过二阶滤波去除高频干扰，再经过电压比较电路后输出同频率的0～5V的方波信号，在过零点处可能出现的抖动现象，R16形成正反馈环节和R14共同组成电压死区比较特性消除抖动现象。高速光耦TLP181将数字电路和模拟电路隔离，降低了相互间的干扰，最后信号送至DSP事务管理器的捕获单元1的捕获引脚CAP1_QEP1测量电网的周期。如图5所示，通信电路：RS-485采用半双工方式，因此除了发送和接收引脚外，DSP的I/O口还需引出使能引脚控制收发器的接收和发送使能。如图所示，SCI的接收引脚SCIRxDA和发送引脚SCITxDA分别与收发器的接收输入端RxD和发送输入端TxD相连，DSP的GPIOF6作为使能引脚，当该使能引脚输出低电平时，ADM2484E使能接收，当使能引脚输出高电平时，ADM2484E使能发送。复合开关由两个反并联的晶闸管和一个磁保持继电器组成。晶闸管由带有过零检测单元的光耦器件MOC3083触发。选择双线圈磁保持继电器，用2路信号控制继电器的导通和闭合，使其驱动电路更加简单可靠。每台装置有两组三角形接线的电容器且每组电容器由两个复合开关控制投切，共需12个控制信号。第一组开关中2个反向并联的晶闸管的触发通过DSP的GPIOA0、GPIOA1控制光耦器件MOC3083实现，当需要投入晶闸管时，向光耦器件发出触发信号，光耦器件在其交流信号两侧电压为零时自动触发晶闸管使其导通，当到切除晶闸管时，关断触发信号即可。第一组开关中4个继电器关合信号分别由DSP的GPIOA2～GPIOA5控制。第二组开关中晶闸管触发信号由DSP的GPIOB0、GPIOB1控制，继电器关合信号分别由GPIOB2～GPIOB5控制。复合开关中晶闸管和双线圈磁保持继电器时间上需要相互配合，具体动作时序的要求如下，投入电容器：首先控制器检测到需要投入电容器时，发出触发信号触发晶闸管使电容器快速地接入电网，并维持导通状态，接着投入磁保持继电器，使其同晶闸管并联工作持续一段时间，待电路稳定时，切除晶闸管触发信号使其退出工作，由磁保持继电器独立承担电容器与电网的连通作用。切除电容器：首先使晶闸管开关处于导通状态，使其与磁保持继电器并联工作，接着断开磁保持继电器，电容器与电网的连通作用短时内由晶闸管独立承担，最后切除晶闸管的触发信号，使晶闸管在电流过零时自然关断。如图6所示，过零触发电路：R26和R33为分压电阻，保障两片光耦上的电压能够平均分配，C4和R27阻容吸收保护电路，投切开关关断时电网电压突然加在两个反并联的晶闸管两侧，RC缓冲电路可减少电压变化过大对晶闸管造成的损坏。由于DSP引脚输出电流最大为4mA，不能驱动光耦器件，因此在DSP与光耦间加入ULN2003A达林顿管，DSP控制信号经过ULN2003A输出光耦驱动信号，GPIO_A0则为DSP控制信号GPIOA0通过ULN2003A输出的控制信号。晶闸管过零触发电路具体工作过程为：当控制器判断出需要投入电容器时，DSP通过GPIOA0口向光电耦合器MOC3083发出触发信号，此时光耦芯片便会自动进行过零检测，当检测到开关两侧电压为零，即电网侧电压等于电容器电压时，4和6之间双向晶闸管导通，R26和R33被短接，二极管D5导通，R28被短接，D35反向截止。当电网侧电压大于电容侧电压时，T1和T2均有高电位的触发信号，T2有正向阳极电压从而导通，T1有反向阳极电压呈截止状态。当电容侧电压大于电网侧电压时，T1有正向阳极电压处于导通状态，T2反向截止。当需要切除电容器时，DSP发出切除信号，此时4、6断开，交本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于DSP的智能电容器，包括信号检测电路、通信电路、电源电路、复合开关投切电路、人机接口电路和主控单元，其特征在于：信号检测电路、通信电路、电源电路、复合开关投切电路和人机接口电路分别连接主控单元，信号检测电路包括电压采样调理电路、电流采样调理电路和同步方波电路，主控单元采用TMS320F2812的DSP芯片，通信电路采用RS485总线通讯。

【技术特征摘要】
1.基于DSP的智能电容器，包括信号检测电路、通信电路、电源电路、复合开关投切电路、人机接口电路和主控单元，其特征在于：信号检测电路、通信电路、电源电路、复合开关投切电路和人机接口电路分别连接主控单元，信号检测电路包括电压采样调理电路、电流采样调理电路和同步方波电路，主控单元采用TMS320F2812的DSP芯片，通信电路采用RS485总线通讯。2.根据权利要求1所述的基于DS...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭明，
申请(专利权)人：深圳市煊尔泰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44