电力电子
电力6U机箱核心控制板
核心特性
● 双核智控,性能卓越
采用 FPGA + DSP 协同架构。FPGA负责多路高速数据采集、逻辑控制与接口扩展;DSP专精于复杂的电力算法(保护、测量、控制)运算,分工明确,实时性无与伦比。
● 全接口电力协议支持
板载光B码对时、多路以太网、CAN总线,原生支持 IEC 61850、IEC 60870-5-104、Modbus 等电力标准协议,无缝接入电力自动化系统。
● 高精度同步采样
支持16位及以上ADC,多通道同步采样精度高达±0.1%,满足电能质量监测、继电保护等应用的苛刻要求。
● 强大的扩展能力
提供 CPCIe 高速扩展总线,可扩展多路通信、数据采集、开关量等子卡,灵活适配各种电力应用场景。
● 工业级高可靠性设计
6U欧规卡结构,工业级芯片选型,支持 -40℃ ~ +85℃ 宽温运行,满足电力行业严苛的环境与EMC要求。
邮箱:zhanhui@sengkeda.com
核心规格参数
| 参数类别 | 详细指标 |
| FPGA处理器 | Altera EP3C120F780C8N |
| FPGA逻辑单元 | 119,088 LEs |
| DSP处理器 | TI TMS320F28335PGFA |
| DSP主频 | 150 MHz (带浮点运算单元FPU) |
| 系统内存 | 1GB DDR3 (FPGA侧) + 512MB DDR2 (DSP侧) |
| 存储 | 512Mb SPI NOR Flash + 4GB eMMC (数据存储) |
| ADC采样 | 16位 分辨率,±0.1% 精度,≥ 16通道 同步采样 |
| 对时精度 | ≤±1μs (接收IRIG-B或PTP协议) |
| 协议支持 | IEC 61850, IEC 104, Modbus, DNP3 |
| 总线标准 | 6U CPCIe 标准板卡结构 |
| 工作温度 | -40°C ~ +85°C (工业级) |
| 供电 | +5V & +12V (通过CPCIe背板取电) |
接口信息
前面板接口 (适用于6U机箱前面板)
| 接口类型 | 数量/规格 | 功能描述 |
| 管理网口 | 1x 10/100/1000M RJ45 | 带连接/活动指示灯,用于本地调试和系统管理。 |
| 业务网口 | 2x 10/100/1000M RJ45 | 用于电力业务数据传输,支持IEC 61850 MMS/GOOSE。 |
| 串行接口 | 2x RS-232/485 (软件可选) | 用于连接调试终端或兼容传统调制解调器。 |
| USB接口 | 1x USB 2.0 Type-A | 用于数据导出、外接键盘鼠标等。 |
| 状态指示 | 多颗LED | 系统电源、运行、故障、网络状态指示。 |
板载内部接口 (通过CPCIe J2/J3/J4/J5连接器引出)
| 接口类型 | 数量/规格 | 功能描述 |
| 高速扩展总线 | PCIe x4 或 PCIe x8 | 用于连接背板上的其他功能板卡(IO卡、通信卡)。 |
| 对时接口 | 1x 光B码 (ST接口) / 1x IRIG-B (TTL) | 接收北斗/GPS时钟源的同步信号,实现高精度时间同步。 |
| 工业总线 | 2x CAN 2.0B (隔离) | 连接智能终端、保护装置等CAN总线设备。 |
| 调试接口 | 1x JTAG (FPGA+DSP) | 用于双核的程序下载与调试。 |
软件与功能
FPGA主要职能:
- 多路ADC的同步采样控制与数据预处理。
- 多路数字量IO(DI/DO)的快速响应与状态管理。
- 实现高速通信接口的底层协议(如以太网MAC层)。
- 逻辑保护与协处理。
DSP主要职能:
- 运行复杂的电力算法(傅里叶变换、无功补偿、继电保护逻辑)。
- 执行实时操作系统(如SYS/BIOS),进行任务调度。
- 处理应用层电力协议栈(IEC 61850、Modbus)。
- 系统管理与通信。
典型应用场景
- 智能变电站:作为站控层通信处理单元或间隔层保护测控装置的核心主板。
- 新能源集控:风电场、光伏电站的AGC/AVC系统主站控制单元。
- 配电自动化:配电网一体化监控终端(DTU/FTU)的核心处理板。
- 电能质量治理:SVG/APF(静止无功发生器/有源电力滤波器)的控制器。
- 电力仿真测试:作为实时数字仿真器(RTDS)的功率放大器接口板。
关键词:电力6U机箱核心控制板
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