0引言
　　高壓電機一般都是用于工業(yè)生產中的重要場所，它的可靠運行對于生產安全來說非常關鍵；而電機保護設備又是電動機可靠運行的主要保障，電動機保護設備最為重要 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，這類設備為了保證測量、計算和保護的實時性，在設計時往往采用多CPU結構，采用插件的形式，這導致在力圖保證實時性的同時，設備結構復雜性大大提高，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)字信號處理而設計的、具有特殊結構的微處理器，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Flash、工作頻率達到150 MHz的32位DSP。它采用經(jīng)典哈佛總線結構，利用多總線在存儲器、外圍模塊和CPU之間轉換數(shù)據(jù)，這種多總線結構使得 它可以在一個周期內并行完成取指令、讀數(shù)據(jù)和寫數(shù)據(jù)，同時它采用了指令流水線技術，保證信號處理的快速性和實時性。
　　TMS320F2812芯片的內部存儲器包括14 K的RAM和128 K×16 bit的Flash；芯片內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計的方便。
　　2基于TMS320F2812的高壓電機保護裝置整體設計
　　保護裝置包括5大部分：主功能系統(tǒng)、電源、電量輸入和開關量處理、通信及人機接口。結構框圖如圖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，并將其作為裝置內電流變送器的輸入，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，所以必須設計具有信號轉換和濾波等功能的信號調理電路。裝置中選用了TI公司的自校準精密雙 運算放大器TLC4502作為信號調理電路的核心芯片，TLC4502是利用1 μm／5 V數(shù)字CMOS技術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。