現場總線技術在并聯逆變電源系統中的應用
3.1 系統硬件結構設計
CAN總線收發器選用Microchip公司的MCP2551,MCP2551是一個可容錯的高速CAN器件,可作為CAN協議控制器和物理總線接口。MCP2551可為CAN協議控制器提供差分收發能力,它完全符合ISO-11898標準,包括能滿足24 V電壓要求。它的工作速率高達1 Mb/s。RS引腳可選擇3種操作模式:高速、斜率控制、待機。在本系統中為了通過限制CANH和CANL的上升下降時間來進一步減少EMI,選用斜率控制模式。系統硬件設計圖如圖2所示。

MCP2551引腳圖如圖3所示。

為了增強CAN總線節點的抗干擾能力,MCP2551與DSP 2407A的CAN控制器之間加一個光耦隔離6N137,這樣可以很好地實現CAN總線節點間的電氣隔離。
3.2 軟件設計
CAN節點通信的功能是將本節點的數據信息通過CAN總線以廣播形式傳給網絡上的其他節點,并且接受其他節點傳來的信息。因此軟件的設計可以分為3部分:系統的初始化、信息的定時發送和中斷接收。主程序在完成初始化后打開中斷,在TMS32LF2407A的數據采集中斷服務中對模塊的輸出電流進行采樣,在一個工頻周期結束后,計算逆變器的輸出電流值和對各模塊進行編號,通過定時發送程序,每隔2 ms就向CAN總線上發送1次,按照既定的均流算法,進入下個循環周期。在中斷接收程序中,存儲數據到接收緩沖區,供主程序使用。
4 仿真實驗結果
在Matlab 6.5軟件平臺上對上述方案進行仿真。仿真參數如下:輸入電壓為DC48 V,輸入電流為14 A(220 VDC,3 kVA),單臺輸出電流為14 A,輸出頻率為50 Hz。逆變器采用電壓電流雙閉環控制,L=2.7 mH,C=4.5 μF,并機數量為2臺。其中電流環采用P調節,電壓環采用P1調節,設定P=5。仿真算法采用變步長的ode23tb,仿真時間為0.05 s,采樣時間為0.002 s。仿真結果如圖4、圖5所示。


由圖4可看出,將CAN現場總線引入本系統中,可達到較好的均流效果。在圖5中,當實現并機時,兩臺逆變器輸出電流分別為6.8 A,6.9 A,可以很好地實現分擔負載的任務。
5 結 語
本文將現場CAN總線引用到并聯逆變電源系統中,較好地解決了并聯逆變電源普遍存在的環流問題,提高了系統的穩定性和抗干擾性。同時真正實現(N+X)并聯冗余,可以在不斷開負載的情況下通過熱插拔增加或減少并機模塊,利用CAN總線的特點,使得整個系統不受影響。







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