本發(fā)明涉及智能配電，尤其涉及一種基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、多電飛行器是指飛行器中的多數(shù)氣壓能、液壓能及機(jī)械能等二次能源被電能所取代的飛行器；全電飛行器則是飛行器中二次能源被全部統(tǒng)一為電能的飛行器；而電動(dòng)化飛行器則是飛行器的一次能源及二次能源均被電能所取代的飛行器。由于電能存在轉(zhuǎn)化效率、控制的魯棒性、可靠性等方面的優(yōu)勢(shì)，飛行器以電能作為基本能量源，通過對(duì)電能的傳輸、變換、控制等技術(shù)，轉(zhuǎn)變成飛行器需要的各種形式的能量，作用于各個(gè)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)飛行器整體性能的全面提升。

2、隨著微電子、材料及計(jì)算機(jī)控制等技術(shù)的發(fā)展，多電化、全電化乃至電動(dòng)化成為新一代飛行器二次能源系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢(shì)，其分布式配電系統(tǒng)管理的能量密度增與日俱增，配電模塊集成度高，小型化，智能化，抗干擾的要求不斷提升。傳統(tǒng)微控制器實(shí)現(xiàn)的配電模塊sspc由于體積大、重量重，存在程序失效，模擬量采集采用saradc，干擾能力差，需要大量數(shù)字與電路濾波，短路保護(hù)檢測時(shí)間長，控制實(shí)時(shí)性弱，需求已不能滿足小型化高集成電氣系統(tǒng)的要求。

3、綜上所述，提出一種干擾能力、實(shí)時(shí)性、可靠性強(qiáng)，滿足小型化高集成電氣系統(tǒng)要求的基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的方法及系統(tǒng)是十分有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的傳統(tǒng)微控制器實(shí)現(xiàn)的配電模塊不能滿足小型化高集成電氣系統(tǒng)的要求的技術(shù)問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的一種基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的系統(tǒng)，包括第一數(shù)字隔離式調(diào)制器、第二數(shù)字隔離式調(diào)制器、第一隔離驅(qū)動(dòng)電路、第二隔離驅(qū)動(dòng)電路、功率電路和fpga處理器，所述第一數(shù)字隔離式調(diào)制器和所述第二數(shù)字隔離式調(diào)制器分別與所述fpga處理器連接，所述功率電路分別與所述第一數(shù)字隔離式調(diào)制器和所述第二數(shù)字隔離式調(diào)制器連接，所述第一隔離驅(qū)動(dòng)電路分別與所述fpga處理器和所述功率電路連接，所述第二隔離驅(qū)動(dòng)電路分別與所述fpga處理器和所述功率電路連接；

3、所述功率電路，用于接收總線接通指令，并輸出電流、電壓；

4、所述第二隔離驅(qū)動(dòng)電路，用于觸發(fā)接通指令，并傳輸mos觸點(diǎn)信號(hào)；

5、所述第一數(shù)字隔離式調(diào)制器，用于將電壓模擬信號(hào)調(diào)制為電壓數(shù)字信號(hào)；

6、所述第二數(shù)字隔離式調(diào)制器，用于將電流模擬信號(hào)調(diào)制為電流數(shù)字信號(hào)；

7、所述fpga處理器，用于接收mos觸點(diǎn)信號(hào)，并輸出接通、過流跳閘、短路跳閘信號(hào)；

8、所述第一隔離驅(qū)動(dòng)電路，用于傳輸所述fpga處理器的mos控制及觸點(diǎn)接通狀態(tài)。

9、其中，所述fpga處理器包括數(shù)字濾波模塊、通信管理模塊、參數(shù)管理模塊、sspc算法模塊、短路保護(hù)模塊、總線驅(qū)動(dòng)模塊、控制狀態(tài)模塊、開關(guān)量檢測模塊和io輸出模塊；

10、所述數(shù)字濾波模塊，用于分別對(duì)所述第一數(shù)字隔離式調(diào)制器和所述第二數(shù)字隔離式調(diào)制器進(jìn)行模擬量調(diào)制轉(zhuǎn)化；

11、所述通信管理模塊，用于按照對(duì)外通信協(xié)議規(guī)則進(jìn)行通信數(shù)據(jù)接收解析，以及狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳；

12、所述sspc算法模塊，用于通過數(shù)字電路形式實(shí)現(xiàn)i2t反時(shí)限保護(hù)曲線邏輯，并輸出過流保護(hù)標(biāo)志；

13、所述參數(shù)管理模塊，用于對(duì)所述sspc算法模塊的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行維護(hù)；

14、所述短路保護(hù)模塊，用于對(duì)輸入的功率電流進(jìn)行比較檢測，采用數(shù)字滯環(huán)邏輯，進(jìn)行短路保護(hù)信號(hào)輸出，并關(guān)斷控制；

15、所述總線驅(qū)動(dòng)模塊，用于進(jìn)行通信總線控制邏輯；

16、所述控制狀態(tài)模塊，用于接收過流、短路保護(hù)信號(hào)，總線指令、離散輸入指令，控制mos驅(qū)動(dòng)信號(hào)的接通、關(guān)斷功能，同時(shí)對(duì)mos觸點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行采集，通過總線上傳功率電路mos控制以及觸點(diǎn)接通狀態(tài)；

17、所述開關(guān)量檢測模塊，用于對(duì)外輸入的離散指令，并進(jìn)行信號(hào)濾波檢測，并控制所述sspc算法模塊的通斷；

18、所述io輸出模塊，用于根據(jù)當(dāng)前所述參數(shù)管理模塊工作狀態(tài)的信號(hào)指示，輸出接通、過流跳閘、短路跳閘信號(hào)。

19、其中，所述基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的系統(tǒng)還包括總線隔離接口，所述總線隔離接口與所述fpga處理器連接；

20、所述總線隔離接口，用于與fpga數(shù)字信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換隔離。

21、其中，所述基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的系統(tǒng)還包括電源隔離電路，所述電源隔離電路與所述fpga處理器連接；

22、所述電源隔離電路，用于輸入外部電源，并隔離轉(zhuǎn)換為所述fpga處理器內(nèi)部的供電電源。

23、其中，所述基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的系統(tǒng)還包括第一調(diào)理電路，所述第一調(diào)理電路與所述開關(guān)量檢測模塊連接；

24、所述基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的系統(tǒng)還包括第二調(diào)理電路，所述第二調(diào)理電路與所述io輸出模塊連接。

25、其中，所述第一調(diào)理電路，用于將外部輸入的離散信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，傳輸至所述開關(guān)量檢測模塊；

26、所述第二調(diào)理電路，用于將所述io輸出模塊輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散信號(hào)，并輸出。

27、本發(fā)明還提供一種基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的方法，應(yīng)用所述基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的系統(tǒng)優(yōu)化電氣架構(gòu)，并進(jìn)行智能配電。

28、本發(fā)明的一種基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的方法及系統(tǒng)，通過所述功率電路，用于接收總線接通指令，并輸出電流、電壓；所述第二隔離驅(qū)動(dòng)電路，用于觸發(fā)接通指令，并傳輸mos觸點(diǎn)信號(hào)；所述第一數(shù)字隔離式調(diào)制器，用于將電壓模擬信號(hào)調(diào)制為電壓數(shù)字信號(hào)；所述第二數(shù)字隔離式調(diào)制器，用于將電流模擬信號(hào)調(diào)制為電流數(shù)字信號(hào)；所述fpga處理器，用于接收mos觸點(diǎn)信號(hào)，并輸出接通、過流跳閘、短路跳閘信號(hào)；所述第一隔離驅(qū)動(dòng)電路，用于傳輸所述fpga處理器的mos控制及觸點(diǎn)接通狀態(tài)；應(yīng)用所述基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的系統(tǒng)來優(yōu)化電氣架構(gòu)，并進(jìn)行智能配電，獲得提高干擾能力、實(shí)時(shí)性、可靠性的效果，能夠滿足小型化高集成電氣系統(tǒng)要求。

技術(shù)特征：

1.一種基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的系統(tǒng)，其特征在于，

2.如權(quán)利要求1所述的基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的系統(tǒng)，其特征在于，

3.如權(quán)利要求1所述的基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的系統(tǒng)，其特征在于，

4.如權(quán)利要求1所述的基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的系統(tǒng)，其特征在于，

5.如權(quán)利要求2所述的基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的系統(tǒng)，其特征在于，

6.如權(quán)利要求5所述的基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的系統(tǒng)，其特征在于，

7.一種基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的方法，采用如權(quán)利要求1所述的基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)用所述基于fpga實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的系統(tǒng)優(yōu)化電氣架構(gòu)，并進(jìn)行智能配電。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及智能配電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于FPGA實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的方法及系統(tǒng)；系統(tǒng)包括第一數(shù)字隔離式調(diào)制器、第二數(shù)字隔離式調(diào)制器、第一隔離驅(qū)動(dòng)電路、第二隔離驅(qū)動(dòng)電路、功率電路和FPGA處理器，功率電路，用于接收總線接通指令，并輸出電流、電壓；第二隔離驅(qū)動(dòng)電路，用于觸發(fā)接通指令，并傳輸mos觸點(diǎn)信號(hào)；FPGA處理器，用于接收mos觸點(diǎn)信號(hào)，并輸出信號(hào)；第一隔離驅(qū)動(dòng)電路，用于傳輸FPGA處理器的mos控制及觸點(diǎn)接通狀態(tài)；方法為：應(yīng)用基于FPGA實(shí)現(xiàn)微小型智能配電模塊的系統(tǒng)優(yōu)化電氣架構(gòu)，并進(jìn)行智能配電，通過上述方式，提高干擾能力、實(shí)時(shí)性、可靠性，能夠滿足小型化高集成電氣系統(tǒng)要求。

技術(shù)研發(fā)人員：吳旋輝,蒙凱,黃志愛,朱春馨,陸嬌禾,陳春海
受保護(hù)的技術(shù)使用者：桂林星云電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6