CPLD在三相PFC矩陣變換器中的應(yīng)用

1引言隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，在通訊、控制工程中應(yīng)運(yùn)而生在功率電子領(lǐng)域中顯示出了獨(dú)有的特色，例如：(ComplexProgrammableLogicDevice隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，在通訊、控制工程中應(yīng)運(yùn)而生在功率電子領(lǐng)域中顯示出了獨(dú)有的特色，例如：(ComplexProgrammableLogicDevice。簡(jiǎn)稱以其精度高，溫度漂移小，升級(jí)換代簡(jiǎn)便，長(zhǎng)于功率變換器中，且大有取代傳統(tǒng)模擬控制芯片的勢(shì)頭。并行工作的這一特點(diǎn)， 使得控制三相功率因數(shù)校正開關(guān)同步、協(xié)調(diào)地工作。在此，介紹的實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)脈沖分配、換相及橋臂死區(qū)的生2三相PFC□□□□□□□□□□工作原理的各種硬件平臺(tái)MCU,DSP□□□□□□□□□CPLD)等集成度很高的數(shù)字芯片就是

期工作不老化等特點(diǎn)，而廣泛用CPLD□□□□□□□

(PFC)矩陣變換器的6只雙向XC95108型CPLD用于矩陣變換器，可以成等功能。圖1示出三相PFC矩陣變換器電路拓?fù)?。該矩陣變換器 □□□□□□□□靠背的 IGBT組成的。這樣組成的開關(guān)可對(duì)正負(fù)兩個(gè)方向的電壓和正反兩個(gè)方向□□□□□□□□□□, □□□□□□□□□□□□ [1]。每個(gè)H□□□□□□兩個(gè)雙向開關(guān)互補(bǔ)通斷， 就可將等伏秒面積的雙極性電壓脈沖通過(guò)高頻變壓器傳壓前饋ipri壓前饋ipri作為輸入， □□□□□□□CPLD板綜合DSP板，模擬調(diào)壓板的輸uphase、輸出電壓反饋 uout及初級(jí)電流取樣值中的PFC專用芯片 UC3854BN運(yùn)算得到。入，發(fā)出 6路脈寬調(diào)制波驅(qū)動(dòng)6只雙向開關(guān)VQ1口VQ6。圖入，發(fā)出 6路脈寬調(diào)制波驅(qū)動(dòng)圖。園1.相PFC如」變換器電路拓?fù)溏直R山林阿朧電流取仃k*：l1+!?*川/山5用目琨抵盧山林阿朧電流取仃k*：l1+!?*川/山5用目W機(jī)電H瓜小阻”FPIHUF3UJ--CI也|1叫蛾入W1瑞相叩冠，:h伽…心ijxr-VQ?評(píng)斯?.W母蔣產(chǎn)epim/s茶u*一產(chǎn)VQ1卅泡..!r+U曲口|口圖2忡制系統(tǒng)郴圖3CPLD形成脈沖分配3．1CPLD介紹XC95108型CPLD具有2500個(gè)邏輯門，108個(gè)I口?？?，5V供電電壓[2],□□□□□□□ 313V□□,□□□□□□□ 125MHz。ProjectNavigator可口□□□□□□□ □□□□□□□□□□□□□□□□□，□□□□ Xilinx型CPLD□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□圖方式、VHDL□□□□□Verilog語(yǔ)言編程等。Verilog和C語(yǔ)言很相似，可在無(wú)需了解太多硬件描述語(yǔ)言的情況下快速上手。 進(jìn)入數(shù)字邏輯時(shí)序設(shè)計(jì)階 段，該系統(tǒng)就是采用這一軟件工具作為輸入方式的。3．2死區(qū)的生成如圖1所示，VQ2，VQ4，VQ6或VQ1，VQ3，VO5□□□□□□□□□□□□□□□□□□，□□□□□□□□□□□□□ 3示出CPLD發(fā)出的3路驅(qū)動(dòng)□□□□□ugVQ1，ugVQ2，ugVQ6的實(shí)驗(yàn)波形?？梢?jiàn)，驅(qū)動(dòng) VQ4，VQ6兩只需□□□□□□□□□□□□ 1ps，時(shí)基由10MHz□□□□□□□□□□□□□TOC\o"1-5"\h\z此外。任意一只開 關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的防直通處理均依照下式產(chǎn)生 ,現(xiàn)以YQi為例，有：從妙蘆。M門K。卜儂，?u"%；? )u(%*由小可 (I)式中義”——經(jīng)過(guò)防".通處理后業(yè)動(dòng)VQJ%,

MQ.的腿紳與//加/■；■-這人CPLIJ防打班處理陋兒強(qiáng)動(dòng)V如tQhVQ,的昧沖a——說(shuō)示理陰與U——表示造新或田一般小遂盟異皿圖3CPLD發(fā)出的三路驅(qū)動(dòng)波形3．36路驅(qū)動(dòng)脈沖的生成R，W，B三相交流電壓瞬時(shí)值滿足：Umsinwt+Umsin(wt+120°)+Umsin(3t+240°)=0(2)脈沖寬度遵循的原則是每一相脈沖寬度與其相電壓的瞬時(shí)值成比例。 由式(2)推導(dǎo)為：URD=□UWD+□UBD(3)□□□□，□□□□□□，□□□□□□□□□ DUR□最大，只要占空比滿足： dR=dW+dB(4)就可實(shí)現(xiàn)每一口電流對(duì)口電壓的跟隨，達(dá)到三相功率因數(shù)校的正目的。其中，各相橋臂上下管的工作脈寬 可由下獲得，即模擬調(diào)壓板中的UC3854BN運(yùn)算后將脈沖送入 CPLD的3個(gè)皿O口，即R,W,B□□□□□□,CPLD將這3個(gè)信號(hào)分配為6路兩兩互補(bǔ)的 40Ps開關(guān)周期及占空比小于 501的□□□□□□ 4示出ModelSim下6路驅(qū)動(dòng)電壓脈沖信號(hào) ugVQ1-ugVQ6的仿真結(jié)果。可見(jiàn),同一橋 臂的上下兩管兩兩互補(bǔ),同時(shí)也可滿足式 (4)。圖46路照動(dòng)脈沖信號(hào)仿毒波形4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□, 其CPLD輸出的6路互補(bǔ)□□□□□□□□□ 3。由圖可見(jiàn)，此時(shí)ugVQ1□□□□□□□□□□□； ugVQ4次之；ugVQ6□□□□□□ 4和圖3可□，□□□□□□□□□□□□□，□現(xiàn)了 1ps□□□□□□□ (4)的約束條件。但值得注意的是，圖 4下方的6路PWM□□□□□□□□□□□□□□□ □，□□□□□□□□□□□□□□，即第1□□□□□ [3]。圖3中的3□□□□□□□□□ CPLD□□□□□□□ 1中VQ1，VQ4，VQ6的3只功率□□□□□□□□□，□□□ VQ1，VQ4，VQ6后可傳遞給高頻變壓器一個(gè)周期的有效占空比, 下一周期的脈沖與之互補(bǔ), 以相反的極性磁化變壓器,使之在 兩個(gè)象限輪換工作。5a□□□□□□□ 112kW□□□□□□□□□ 電壓up□□□□□□電□□□□□□ 3中VQ1和VQ4□□□□□□□；□□□□□□□ VQ1和VQ6□□□□□□□□□□□, CPLD□□□□□□ □按三相PFC和輸出穩(wěn)壓雙重條件下的解耦。 6只雙向功率開關(guān)在其作用下將電網(wǎng)能量通過(guò)變壓器傳遞至輸。圖5b□□□□□□□□□□□ 315kW時(shí)，R,W兩相相電壓uR,uW和W相相電流iw□□□□□□□□□□□, iW□□□□□□□,□ uR,uW實(shí)現(xiàn)了□□□□,□□□□□ PFC的目的。5結(jié)束語(yǔ)"M3暗 叫0m“第圖5坡貌