微处理器dsPIC33F在微机保护装置中的应用

微处理器dsPIC33F在微机保护装置中的应用

　　近年来，各种集成化的单片DSP的性能得到很大改善，软件和开发工具也越来越多，使得DSP器件及技术更容易使用，价格也能够为广大用户所接受 Microchip公司推出的数字信号处理器dsPIC33F集A/D转换、通讯、看门狗、保护和数据存储于一体，同时还支持SPI模式和I2C模式数据传输，便于扩展容量。因此，开发基于dsPIC33F的微机保护装置，不仅提升保护系统的整体性能和硬件平台的通用性，而且还能缩短开发时间，降低开发及硬件成本，对提高电力系统的稳定运行水平具有一定意义。随着电网供电负荷的日趋加重，电力系统对微机保护装置提出更高要求，一般低档单片机已很难满足设计要求。

　　 dsPIC33F在微机保护硬件系统中的应用
　　该装置按功能分为CPU模块、交流插件、数字量I／O微机保护、通信、人机接口单元和电源单元。通信接口直接与上位机或通信管理机连接，人机接口采用 128x64点阵式液晶显示器和专用键盘，显示信息量大，操作方便，硬件设计框图如图1所示。该微机保护装置具有16路开入量，16路开出量，15路模拟量，CPU模块原理框图如图2所示。由于dsPIC33F具有强大的汁算能力和完善的控制功能，可单独完成计算、控制、通信、人机接口等功能，减少了器件数量，简化硬件结构。又因dsPIC33F内部集成RAM、Flash、A／D转换器等，使得外同扩展电路很少，进一步简化硬件结构，基本实现了总线不出芯片没计，极大提高保护装置的抗干扰性和可靠性。

 　　基于dsPIC33F的保护装置抗干扰设计
　　在微机保护装置的工作环境中，电磁干扰(如雷击)相当严重，系统故障、系统设备误操作以及控制、过电流和浪涌干扰等都可能侵入保护装置。在微机保护装置内部，由于辅助继电器的动作或直流转换器转换过程中的高频信号，也会产生干扰。这些干扰的特点是频率高、幅值大，而且持续时间短，能通过各种途径侵入微机保护装置中的电子电路，干扰微机保护的正常工作。dsPIC33F内部集成的WDT模块，由内部振荡电路提供专门时钟信号。如果没有清除脉冲，它将产生一个固定频率的输出脉冲，使整个CPU系统复位重启。启动看门狗只需在MPLAB ICD 2集成开发环境中，将看门狗Timer设置为使能即可。为增强抗干扰性能，软件还增设4个非屏蔽中断错误处理函数来处理晶振、地址、堆栈和算术出错在硬件的抗干扰措施上采取接地、隔离、屏蔽等措施，有效确保装置的电磁兼容性能。