基于CAN总线的并联逆变电源通信监控系统研究

　　逆变电源的模块化并联运行可大大提高系统的灵活性，打破逆变电源在功率等级上的限制，用户可根据需要组合系统的功率，同时便于实现冗余设计，因而具有高可靠性和易于大功率化的优点。并联逆变电源通信监控技术的研究是交流电源系统从传统的集中式供电向分布式供电乃至智能电源系统供电模式发展过程中必须解决的一个课题[1]。本文介绍一种基于CAN现场总线的并联逆变电源通信监控系统。系统充分利用TI公司TMS320LF2407A DSP芯片的内部资源，通过CAN总线从各并联模块获取并解析现场控制数据，响应现场强实时性操作，实现对模块工作的调度监控，具有结构简洁、扩容方便及可靠性高的优点。

　　1 系统组成

　　1.1 系统网络结构

　　系统组成如图1所示。系统由监控主机、并联电源模块和CAN总线构成。逆变电源模块主要由PWM逆变器、DSP控制器、信号采样和负载均流以及通信控制等部分构成，选用TMS320LF2407A(DSP)作为控制核心。DSP根据反馈电压、电流值与设定值差控制输出PWM脉冲，驱动逆变桥功率开关，输出频率、幅值、相位可调的正弦电压。由LF2407A内嵌CAN控制器接收来自CAN总线的命令实现对并联逆变电源模块的控制。

　　此种拓扑结构的特点是多个网络通信节点共用一条传输线，不仅信道利用率较高，而且连接简单，成本低，系统可靠性高。信息传输采用CAN通信协议，传输介质采用双绞线，如果需要进一步提高系统的抗干扰能力，还可以在控制器和传输介质之间加接光电隔离等措施。

　　1.2 系统主要硬件

　　硬件模块电路如图2所示。因LF2407A芯片本身含有内嵌式CAN控制器，所以硬件设计较为简单，只需加一个收发器SN65HVD232D就可实现此节点与总线的接口。

　　SN65HVD232D是TI公司的CAN协议控制器和物理总线的接口芯片，符合ISO11898标准。它对总线提供差动发送能力，而对CAN控制器提供差动接收能力。终端加接120Ω匹配电阻，以保证数据通信的抗干扰能力及可靠性。

　　2 软件设计

　　2.1 波特率设置的编程

　　CAN总线的传输速率与2个节点间的最大距离有关，表1给出了CAN总线系统任意二节点间最大距离与位速率的关系。表中还同时给出LF2407A的位定时器配置寄存器BCR2和BCR1的数值。这些值的设定与LF2407A的主时钟频率有关。一般地可以按下面的公式计算位速率：

　　波特率=ICLK/[(BRP+1)×bitTime] 　　　　　　　　 (1)

　　其中ICLK为DSP系统频率，BRP由位定时器配置寄存器BCR2决定。