0引言
　　高壓電機一般都是用于工業(yè)生產(chǎn)中的重要場所，它的可靠運行對于生產(chǎn)安全來說非常關(guān)鍵；而電機保護設(shè)備又是電動機可靠運行的主要保障，電動機保護設(shè)備最為重要 的特性指標就是可靠性和實時性。目前在市場上應(yīng)用的電動機保護裝置最為先進的是基于普通單片機的微機保護，這類設(shè)備為了保證測量、計算和保護的實時性，在設(shè)計時往往采用多CPU結(jié)構(gòu)，采用插件的形式，這導(dǎo)致在力圖保證實時性的同時，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜性大大提高，可靠性降低，很大程度是因為所采用芯片的局限性所致。DSP芯片是專門為快速實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理而設(shè)計的、具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器，文中介紹了TI公司2000系列DSP中最新最先進的TMS320F2812芯片在高壓電動機保護中的應(yīng)用，大大提高了電機保護的可靠性和實時性。
　　1TMS320F2812 DSP芯片
　　TMS320F2812是美國TI公司最新研制的2000系列數(shù)字信號處理器，是面向電機控制、工業(yè)自動化的第一款帶片內(nèi)Flash、工作頻率達到150 MHz的32位DSP。它采用經(jīng)典哈佛總線結(jié)構(gòu)，利用多總線在存儲器、外圍模塊和CPU之間轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，這種多總線結(jié)構(gòu)使得 它可以在一個周期內(nèi)并行完成取指令、讀數(shù)據(jù)和寫數(shù)據(jù)，同時它采用了指令流水線技術(shù)，保證信號處理的快速性和實時性。
　　TMS320F2812芯片的內(nèi)部存儲器包括14 K的RAM和128 K×16 bit的Flash；芯片內(nèi)集成的外圍模塊非常豐富：包括16通道12 bits的ADC模塊；16通道的PWM輸出；多達56個獨立的、可編程的GPIO口；3個帶有6種模式的通用目的定時器；3個可配置死區(qū)的比較器；3個單端比較單元；4個捕捉單元；同時還集成有多種串行接口：完全符合RS232標準的雙通道串行接口、CAN總線模塊、McBSP接口和SPI接口，這些都充分保證了通信設(shè)計的方便。
　　2基于TMS320F2812的高壓電機保護裝置整體設(shè)計
　　保護裝置包括5大部分：主功能系統(tǒng)、電源、電量輸入和開關(guān)量處理、通信及人機接口。結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
　　
　　裝置充分利用了TMS320F2812芯片高集成度的特點，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)裙δ艿闹饕酒?，附帶信號變換和調(diào)理電路，不需外擴外圍功能芯片，這使得裝置整體電路規(guī)模大大精簡，不論是集成度還是可靠性都有質(zhì)的提高。
　　2.1數(shù)據(jù)采集
　　保護中的首要功能就是數(shù)據(jù)采集，裝置直接利用了TMS320F2812芯片中集成的ADC模塊來實現(xiàn) ，其最高采樣速度可達12.5 MSPS，因此無論在采集通道數(shù)、采樣精度還是采樣速度上都滿足電機保護的要求。ADC模塊內(nèi)建雙采樣保持器（S／H），可以根據(jù)需要配置，既可配置成兩個獨立的8通道模塊，也可將這兩個獨立的8通道模塊級聯(lián)而形成一個16通道模塊。ADC模塊的模擬量輸入范圍為0～3 V，在電機保護現(xiàn)場電流信號取自電流互感器CT二次側(cè)，并將其作為裝置內(nèi)電流變送器的輸入，在裝置中選用的是西南自動化研究所的WBI513 C0型電流變送器，其輸出的信號為0～25 mA，不能直接輸入到TMS320F2812的ADC模塊，所以必須設(shè)計具有信號轉(zhuǎn)換和濾波等功能的信號調(diào)理電路。裝置中選用了TI公司的自校準精密雙 運算放大器TLC4502作為信號調(diào)理電路的核心芯片，TLC4502是利用1 μm／5 V數(shù)字CMOS技術(shù)制造的高性能運算放大器，它具有非常高的直流增益以及良好的電源抑制比和共模抑制比。