一种新型统一电能质量调节器(upqc)硬件电路的设计

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1、一种新型统一电能质量调节器(UPQC)硬件电路的设计：统一电能质量调节器（UPQC）中关键部分是谐波电流等的检测及分离，由于其算法太复杂，因此系统实时性要求较高，一般如51和96系列微处理器由于速度远远达不到实时要求，针对此情况，本文设计了一种了基于DSP的UPQC系统部分硬件电路。其包括以TMS320LF2407DSP为核心的电源电路、控制电路、检测电路和驱动信号隔离电路等部分。　　关键词：UPQC硬件电路设计　　:TM761：A：1007-9416（2011）05-0142-02　　　　1、DSP系统中主要器件的选择　　1.1电源芯片的选择　　LF2407ADSP的供电需要高质量的3

2、.3V电源，且所需要的最大电流在正常工作模式下为120mA，本文选取的AMS1117-3.3电源芯片，能够提供接近1A的电流，是低压差固定或可调电压输出调解器，固定输出3.3V，已经能够完全满足DSP系统的电源的需要。　　1.2外部SRAM的选择　　本文在选取的赛普拉斯公司（CYPRESS）的CY7C1021CV33-12ZXC芯片中，CY7C1021CV33-12ZXC是高速静态RAM，容量为1Mbit<（64K*16）的，存取时间为12ns，在不加等待周期的情况下完全可以满足LF2407ADSP在存取数据时对速度的要求；工作电流的最大值为85mA，供电电压3.3V，可通过DSP的供电

3、芯片AMS1117进行供电；在不工作的时候，它还可以自动掉电，从而降低损耗；此外，ZXC代表了芯片的封装形式。　　2、系统的外围电路设计　　2.1关于DSP电源的设计　　通过1.1选取的电源芯片设计DSP系统的供电电路，由于其外围的电路比较简单，电源的芯片都是高度集成的，具体的电路参照如图1　　图1中的7805将7808输出的8V电压转换为5V，用来为提供DSP片内FLASH的编程电源和为DSP仿真器供电；图中二极管D1和D2的作用主要体现在，当电源输入突然出现短路时能够为输出电容提供放电回路，避免放电电流在经过电源芯片时造成电源芯片的损坏。DSP的供电芯片AMS1117-3.3通过78

4、05输出的5V为输入电压，从而达到减小AMS1117-3.3上的压降的效果和降低损耗的目的。　　2.2关于电源监视及上电复位电路的设计　　该设计使用的是电源监视电路与DSP电源分别设计的方式，电源监视芯片采用了CATALYST公司的CAT809s芯片，该芯片门槛电压为2.93V，监视电压为3.3V。本设计将CAT809s的输出串联上一个阻值较小的电阻，这不仅减小了灌电流，还可以在电源电压下降的状况下对DSP进行有效的复位，通过实验证明，该方法是切实可行的。　　2.3基于锁相环（PLL）的时钟模块设计　　LF2407ADSP有一个片上（on-chip）基于PLL的时钟模块，在外部振荡频率不

5、太高时，该模块可以为DSP的内部工作提供灵活多样的时钟频率，可以在系统配置寄存器中进行设置，再经过外部振荡频率的分频或倍频后，可以为DSP工作提供时钟。DSP的时钟输入既可使用外部有源振荡输入的方法，又可通过外部振荡晶体方式，也可使用本文选用的最普通的晶体振荡的方法。本文采用15M晶振振荡经PLL两倍频后产生的30M振荡频率作为DSP的工作频率。图中并联电容和取20pF，PLLF和PLLF2引脚所接的内部PLL所需要的滤波电路，对于、和的值的选择，可以依据DSP的数据手册上的锁相环滤波器参数表和晶振的振荡频率来实现，本文中的晶振振荡频率是15M，通过查表可以选择=1552，=0.33uF

6、，=0.0068uF。　　除此之外，片上的PLL模块还需外接稳定的3.3V电源，即引脚12（PLLVcca）。　　2.4关于外部RAM的接口的设计　　将RAM芯片CY7C1021CV33-12ZXC的数据线引脚和地址线分别直接与DSP的16位外部地址总线和数据总线进行连接，输出使能引脚接DSP的读使能引脚93（），RAM芯片的写允许信号接DSP的写使能引脚89（），高低字节有效使能端和都接地有效。在D5P访问数据空间和外部程序　　时，的程序空间选通引脚84（）和数据空间选通引脚87（）都将出现一个低电平，为了使程序空间和数据空间都能指向外部RAM，本文将和相与后作为外部RAM的片选信号与

7、RAM的端相连。其中与门芯片必须采用高速芯片，本文选用的是MC74F08N芯片，它的速度可以满足要求，但是它的电源电压必须为5V，由它输出的RAM片选信号也是5V，不能直接接到DSP引脚上，需要接一个330的限流电阻。　　按照以上的设计，不仅可以有效满足DSP读取RAM时的时序要求，还可以实现数据空间和程序空间都能指向外部RAM的目的。　　2.5信号采集电路　　本文中电流传感器选择的是DT-50P，测量范围在-100A～100A之间