一种变频器及其控制系统的制作方法

1.本发明涉及变频器领域，特别是涉及一种应用于变频器的控制系统，本发明还涉及一种变频器。


背景技术：

2.目前应用于变频器的控制系统中，通常仅采用单芯片设计，这块唯一的芯片需要处理众多类型的数据，不仅包含变频器核心的驱动控制工作涉及的大量数据，而且还包含额外的其他数据类型，导致数据处理效率降低，影响了用户体验。
3.因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种应用于变频器的控制系统，通过专用芯片的处理可以使得外接设备相关数据以及驱动控制相关数据的处理都更加高效，提升了用户体验；本发明的另一目的是提供一种包括上述应用于变频器的控制系统的变频器，通过专用芯片的处理可以使得外接设备相关数据以及驱动控制相关数据的处理都更加高效，提升了用户体验。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于变频器的控制系统，包括：
6.第一控制芯片，用于连接外接设备并处理与自身连接的所述外接设备的第一相关数据，将第二控制芯片需要的所述第一相关数据通过数据传输装置发送至所述第二控制芯片；
7.分别与所述第一控制芯片以及所述第二控制芯片连接的所述数据传输装置，用于作为所述第一控制芯片以及所述第二控制芯片的数据传输桥梁；
8.所述第二控制芯片，用于连接驱动控制装置并处理与自身连接的所述驱动控制装置的第二相关数据，将所述第一控制芯片需要的所述第二相关数据通过所述数据传输装置发送至所述第一控制芯片。
9.优选地，所述第一控制芯片包括：
10.第一芯片本体，用于处理与自身连接的所述外接设备的相关数据，将第二控制芯片需要的所述第一相关数据通过数据传输装置发送至所述第二控制芯片；
11.第一端用于与外接设备连接，第二端与所述第一芯片本体连接的外设接口；
12.与所述第一芯片本体连接的电源端口；
13.第一端与所述第一芯片本体连接，第二端与所述数据传输装置的第一端连接的第一缓存装置，用于将所述第一芯片本体待发送至所述第二芯片本体的数据进行缓存；
14.该应用于变频器的控制系统还包括：
15.第一端与所述电源端口连接，第二端用于连接电源的电源隔离芯片，用于在所述第一芯片本体和/或所述电源的指定电能参数大于预设值时，控制自身断路。
16.优选地，所述第二控制芯片包括：
17.第二芯片本体，用于处理与自身连接的所述驱动控制装置的相关数据，将所述第一控制芯片需要的所述驱动控制装置的相关数据通过所述数据传输装置发送至所述第一控制芯片；
18.第一端用于与所述驱动控制装置连接，第二端与所述第二芯片本体连接的数据接口；
19.第一端与所述第二芯片本体连接，第二端与所述数据传输装置的第二端连接的第二缓存装置，用于将所述第二芯片本体待发送至所述第一芯片本体的数据进行缓存。
20.优选地，所述第一缓存装置以及所述第二缓存装置均包括硬件形式的第一缓存模块以及软件形式的第二缓存模块；
21.所述将第二控制芯片需要的所述第一相关数据通过数据传输装置发送至所述第二控制芯片具体为：
22.在当前待发送的第二控制芯片需要的所述第一相关待发送数据的数据量大于预设阈值时，将通过自身的所述第一缓存模块缓存的所述待发送数据，通过数据传输装置发送至所述第二控制芯片；在所述待发送数据的数据量不大于所述预设阈值时，将通过自身的所述第二缓存模块缓存的所述待发送数据，通过所述数据传输装置发送至所述第二控制芯片；
23.则所述将所述第一控制芯片需要的所述第二相关数据通过所述数据传输装置发送至所述第一控制芯片具体为：
24.在当前待发送的第一控制芯片需要的所述第二相关待发送数据的数据量大于所述预设阈值时，将通过自身的所述第一缓存模块缓存的所述待发送数据，通过所述数据传输装置发送至所述第一控制芯片；在所述待发送数据的数据量不大于所述预设阈值时，将通过自身的所述第二缓存模块缓存的所述待发送数据，通过所述数据传输装置发送至所述第一控制芯片。
25.优选地，该应用于变频器的控制系统还包括：
26.设置于所述数据传输装置与所述第一缓存装置或所述第二缓存装置之间的通讯隔离器，用于所述第一芯片本体以及所述第二芯片本体间的电气隔离。
27.优选地，所述第一控制芯片以及所述第二控制芯片分别设置于一块电路板上。
28.优选地，所述外设接口包括人机交互接口、远程通讯接口、风扇控制接口、温度采样接口、数字量输出/输出接口以及模拟量输出/输出接口。
29.优选地，所述第二控制芯片为数字信号处理器。
30.优选地，所述第一控制芯片为微控制器。
31.为解决上述技术问题，本发明还提供了一种变频器，包括如前述实施例中所述的应用于变频器的控制系统。
32.本发明提供了一种应用于变频器的控制系统，本技术中的应用于变频器的控制系统采用了两个控制芯片，两个控制芯片会将对方需要的数据通过数据传输装置传输至对方，并且第一控制芯片专门处理与自身连接的外接设备的相关数据，而第二控制芯片专门处理与自身连接的驱动控制装置的相关数据，以便进行核心的驱动控制工作，通过专用芯片的处理可以使得外接设备相关数据以及驱动控制相关数据的处理都更加高效，提升了用户体验。
33.本发明还提供了一种变频器，具有如上应用于变频器的控制系统相同的有益效果。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明提供的一种应用于变频器的控制系统的结构示意图；
36.图2为本发明提供的另一种应用于变频器的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
37.本发明的核心是提供一种应用于变频器的控制系统，通过专用芯片的处理可以使得外接设备相关数据以及驱动控制相关数据的处理都更加高效，提升了用户体验；本发明的另一核心是提供一种包括上述应用于变频器的控制系统的变频器，通过专用芯片的处理可以使得外接设备相关数据以及驱动控制相关数据的处理都更加高效，提升了用户体验。
38.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.请参考图1，图1为本发明提供的一种应用于变频器的控制系统的结构示意图，该应用于变频器的控制系统包括：
40.第一控制芯片1，用于连接外接设备并处理与自身连接的外接设备的第一相关数据，将第二控制芯片3需要的第一相关数据通过数据传输装置2发送至第二控制芯片3；
41.分别与第一控制芯片1以及第二控制芯片3连接的数据传输装置2，用于作为第一控制芯片1以及第二控制芯片3的数据传输桥梁；
42.第二控制芯片3，用于连接驱动控制装置并处理与自身连接的驱动控制装置的第二相关数据，将第一控制芯片1需要的第二相关数据通过数据传输装置2发送至第一控制芯片1。
43.具体的，考虑到如上背景技术中的技术问题，本发明实施例中为应用于变频器的控制系统设置了两个控制芯片，并且通过数据传输装置2传输两者间对方需要的数据，其中的第一控制芯片1专门用于连接外接设备并处理与自身连接的外接设备的相关数据，而第二控制芯片3专门用于连接驱动控制装置并处理与自身连接的驱动控制装置的相关数据，以实现相关驱动控制功能(例如可以包括pwm发波使能、母线电压电流采样以及制动缓存控制等)，由于对两个控制芯片进行了明确分工，从而可以同时提高外设相关数据以及驱动控制装置相关数据的处理效率。
44.其中，考虑到驱动控制装置相关数据通常比外接设备相关数据的重要程度较高，且数据量要大，因此可以选择主频较高的第二控制芯片3，选择主频较低的第一控制芯片1，也即第一控制芯片1的主频低于第二控制芯片3的主频，从而提升性价比。
45.具体的，通讯传输装置可以为多种类型的通信总线，最好可以选用传输速率较高的通信总线，本发明实施例在此不做限定。
46.具体的，驱动控制装置可以为多种类型，例如可以为制动装置、驱动装置、采样装置以及存储装置等，本发明实施例在此不做限定。
47.本发明提供了一种应用于变频器的控制系统，本技术中的应用于变频器的控制系统采用了两个控制芯片，两个控制芯片会将对方需要的数据通过数据传输装置传输至对方，并且第一控制芯片专门处理与自身连接的外接设备的相关数据，而第二控制芯片专门处理与自身连接的驱动控制装置的相关数据，以便进行核心的驱动控制工作，通过专用芯片的处理可以使得外接设备相关数据以及驱动控制相关数据的处理都更加高效，提升了用户体验。
48.为了更好地对本发明实施例进行说明，请参考图2，图2为本发明提供的另一种应用于变频器的控制系统的结构示意图，在上述实施例的基础上：
49.作为一种优选的实施例，第一控制芯片1包括：
50.第一芯片本体11，用于处理与自身连接的外接设备的第一相关数据，将第二控制芯片3需要的第一相关数据通过数据传输装置2发送至第二控制芯片3；
51.第一端用于与外接设备连接，第二端与第一芯片本体11连接的外设接口12；
52.与第一芯片本体11连接的电源端口13；
53.第一端与第一芯片本体11连接，第二端与数据传输装置2的第一端连接的第一缓存装置15，用于将第一芯片本体11待发送至第二芯片本体31的数据进行缓存；
54.该应用于变频器的控制系统还包括：
55.第一端与电源端口13连接，第二端用于连接电源的电源隔离芯片5，用于在第一芯片本体11和/或电源的指定电能参数大于预设值时，控制自身断路。
56.具体的，考虑到第一控制芯片1使用的电源为低压电源，通常为高压电经过降压芯片降压后提供的电源，如果降压芯片工作异常输出高电压那么将会可能损坏第二芯片本体31，因此本发明实施例中在电源与第一芯片本体11之间设置了电源隔离芯片5，其可以在第一芯片本体11和/或电源的指定电能参数大于预设值时，控制自身断路，从而保证电源以及第二芯片本体31的安全。
57.具体的，考虑到在某些情况下对方芯片单次需要数据的数据量较大，此时若不对数据进行缓存则有可能导致数据的丢失，因此本发明实施例中在第一控制芯片1中设置了第一缓存装置15，第一控制芯片1在发送待发送数据之前可以通过第一缓存装置15对待发送数据进行缓存，从而减小数据丢失的概率，进一步提高了工作效率。
58.其中，指定电能参数可以进行自主设定，例如可以为电压或电流等，本发明实施例在此不做限定。
59.作为一种优选的实施例，第二控制芯片3包括：
60.第二芯片本体31，用于处理与自身连接的驱动控制装置的第二相关数据，将第一控制芯片1需要的第二相关数据通过数据传输装置2发送至第一控制芯片1；
61.第一端用于与驱动控制装置连接，第二端与第二芯片本体31连接的数据接口32；
62.第一端与第二芯片本体31连接，第二端与数据传输装置2的第二端连接的第二缓存装置33，用于将第二芯片本体31待发送至第一芯片本体11的数据进行缓存。
63.具体的，考虑到在某些情况下对方芯片单次需要数据的数据量较大，此时若不对数据进行缓存则有可能导致数据的丢失，因此本发明实施例中在第一控制芯片1中设置了第一缓存装置15，在第二控制芯片3中设置了第二缓存装置33，两个控制芯片发送待发送数据之前均可以通过相应的缓存装置对待发送数据进行缓存，从而减小数据丢失的概率，进一步提高了工作效率。
64.作为一种优选的实施例，第一缓存装置15以及第二缓存装置33均包括硬件形式的第一缓存模块以及软件形式的第二缓存模块；
65.则将第二控制芯片3需要的第一相关数据通过数据传输装置2发送至第二控制芯片3具体为：
66.在当前待发送的第二控制芯片3需要的外接设备的相关待发送数据的数据量大于预设阈值时，将通过自身的第一缓存模块缓存的待发送数据，通过数据传输装置2发送至第二控制芯片3；在待发送数据的数据量不大于预设阈值时，将通过自身的第二缓存模块缓存的待发送数据，通过数据传输装置2发送至第二控制芯片3；
67.则将第一控制芯片1需要的第二相关数据通过数据传输装置2发送至第一控制芯片1具体为：
68.在当前待发送的第一控制芯片1需要的驱动控制装置的相关待发送数据的数据量大于预设阈值时，将通过自身的第一缓存模块缓存的待发送数据，通过数据传输装置2发送至第一控制芯片1；在待发送数据的数据量不大于预设阈值时，将通过自身的第二缓存模块缓存的待发送数据，通过数据传输装置2发送至第一控制芯片1。
69.具体的，考虑到在对少量数据缓存时，软件缓存的速度更快，因此本发明实施例中的第一芯片本体11以及第二芯片本体31均可以在缓存之前判断待发送数据的数据量是否大于预设阈值，如果大于则可以使用硬件形式的第一缓存模块，如果不大于则可以使用软件形式的第二缓存模块，从而可以进一步提高工作效率。
70.其中，第一缓存模块以及第二缓存模块分别可以为多种不同类型，本发明实施例在此不做限定。
71.具体的，第一控制芯片1以及第二控制芯片3在发送待发送数据之前，还可以设置数据的帧间隔时间，具体为：
72.根据预设数据类型与帧间隔时间对应关系确定出待发送数据的数据类型对应的帧间隔时间；
73.控制数据传输装置2以帧间隔时间传输待发送数据。
74.其中，预设数据类型与帧间隔时间对应关系中，帧间隔时间的数量可以自主设定，例如可以仅仅设置两个帧间隔时间，包括一个长帧间隔时间以及一个短帧间隔时间，本发明实施例在此不做限定。
75.作为一种优选的实施例，该应用于变频器的控制系统还包括：
76.设置于数据传输装置2与第一缓存装置15或第二缓存装置33之间的通讯隔离器4，用于第一芯片本体11以及第二芯片本体31间的电气隔离。
77.具体的，考虑到第二芯片本体31的供电通常为高压电，因此为了进一步保障第一芯片本体11的安全，本发明实施例中还可以通过通讯隔离器4的设置实现第一芯片本体11以及第二芯片本体31间的电气隔离。
78.具体的，通讯隔离器4可以为多种类型，例如可以为光电隔离器或者cmos(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)数字隔离器等，本发明实施例在此不做限定。
79.作为一种优选的实施例，第一控制芯片1以及第二控制芯片3分别设置于一块电路板上。
80.具体的，考虑到若将第一芯片本体11以及第二芯片本体31设置在同一块电路板上，那么电路板同样可能将第二芯片本体31的高压电传输至第一芯片本体11从而对其造成破坏，因此本发明实施例中可以将第一控制芯片1以及第二控制芯片3分别设置于一块电路板上，进一步保障了第一芯片本体11的安全。
81.作为一种优选的实施例，外设接口12包括人机交互接口、远程通讯接口、风扇控制接口、温度采样接口、数字量输出/输出接口以及模拟量输出/输出接口。
82.具体的，上述这些接口可以使得第一芯片本体11连接各种类型的外界设备。
83.当然，除了这些接口外，外设接口12还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。
84.作为一种优选的实施例，第二控制芯片3为数字信号处理器。
85.具体的，数字信号处理器可以为多种类型，例如fpga(field programmable gate array，现场可编程逻辑门阵列)，具有运行频率高、处理能力强以及寿命长等优点。
86.当然，除了数字信号处理器外，第二控制芯片3还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。
87.作为一种优选的实施例，第一控制芯片1为微控制器。
88.具体的，微控制器具有体积小、成本低以及寿命长等优点。
89.具体的，微控制器可以为多种类型，例如可以为mcu(microcontroller unit，微控制单元)或soc(system on chip，系统级芯片)等，本发明实施例在此不做限定。
90.当然，除了微控制器外，第一控制芯片1还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。
91.本发明还提供了一种变频器，包括如前述实施例中的应用于变频器的控制系统。
92.对于本发明实施例提供的变频器的介绍请参照前述的应用于变频器的控制系统的实施例，本发明实施例在此不做限定。
93.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
94.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。