基于DSP实现交流保护.pdfVIP

DSP 综合实验 交流采样电路设计 实 验 报 告 交流采样电路设计 一、 实验目的 1．通过DSP 程序的设计模拟继电保护跳闸实验，进一步了解DSP 在继电保护中的应用。 2．通过实验线路的设计，计算及实际操作，使理论与实践相结合，增加感性认识，使 书本中的知识更加巩固。 3 ．培养动手能力，增强对DSP 运用的能力。 4 ．培养分析查找故障的能力。 5 ．增加对DSP 外围电路的认识。 二、 实验设备 DSP 板、仿真器、面包板、采样板器件，电烙铁，万用表，示波器、调压器，其他设备。 三、 实验原理 1. DSP 芯片F2812 介绍 DSP2812 功能比单片机强大的多,TMS320F2812 是美国TI 公司推出的 C2000 平台上的 定点 32 位 DSP 芯片，适合用于工业控制，电机控制等，用途广泛，应该相当于单片的升 级版。运行时钟也快可达150MHz，处理性能可达150MIPS，每条指令周期6.67ns。IO 口丰 富，对用户一般的应用来说足够了。两个串口。具有12 位的0~3.3v 的AD 转换等。具有片 内128k×16 位的片内FLASH，18K ×16 位的SRAM ，一般的应用系统可以不要外扩存储器。 (1).ADC 编程 T MS320F2812 带有两个8 选 1 多路切换器和双采样/保持器的12 位ADC，模拟量输入范 围为0～3V，最快转换速率为80ns，选用10kSPS 采样率，并采用 EVA 的定时器（0.1ms ）自 动触发方式，可同时采样4 个通道，并采用每次转换结束的中断方式来纪录采样结果（右移 4 位）。 转换结果= （212-1）×（输入的模拟信号-ADCLO ）/3 ADC 转换时，首先初始化DSP 系统，然后设置PIE 中断矢量表，再初始化ADC 模块，接 着将 ADC 中断的入口地址装入中断矢量表并开中断，然后再启动0.1ms 定时器，同时等待 ADC 中断，最后在ADC 中断中读取ADC 转换结果，并用软件启动下一次中断。 (2).脉波宽度调变(PWM) PWM 的功能包括： (1)拥有宽广可程序的Dead-time 长度。 (2)PWM 载波频率实时的改变。 (3)PWM 脉波宽度实时的改变。 (4)可以透过程序来产生非对称、对称及空间向量PWM 信号。 (5)提供外部保护接脚PDPINTx 来保护功率级板，当这个接脚为地时，PWM 信号将会强制变 为高阻抗.如图1 所示为PWM 电路的方块图，其动作流程大致为：比较器的值(CMPRx)进来 与T1CON 所设定的对称或非对称之波形比较，然后产生方波PHx 输出进入死区时间产生电 路产生出两个有 死区时间的信号，再透过输出逻辑电路来设定每个PWM 的输出逻辑，如此就可产生所 需要的PWM 信号。 图1. PWM 电路方块图 如图 2 所示为非对称 PWM 波形图，其中 PWM1、PWM3、PWM5 输出逻辑设为 Active High ，PWM2、PWM4、PWM6 输出逻辑设为ActiveLow ，如此设定Dead-time 会 使得PWMx 与PWMX+1 两讯号不同时为1，适用于IGBT 为Active High 之功率级板。 图2 非对称PWM 信号波形图(x=1,3,or5)。 2. 模拟继电保护原理 为了实现过电流保护的动作选择性，各保护的动作时间一般按阶梯原则进行整 定。即相邻保护的动作时间，自负荷向电源方向逐级增大，且每套保护的动作时间 是恒定不变的， 与短路电流的大小无关。具有这种动作时限特性的过电流保护称