[實用新型]基于SPLD的數字穩壓電源控制電路

有效

• 申請號: 201020684993.6
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN201966815U
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 李書亭
• 申請（專利權）人: 川鐵電氣（天津）集團有限公司
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04;H02M7/12
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

技術領域

本實用新型涉及電工電子領域，尤其涉及一種基于SPLD的數字穩壓電源控制電路。

背景技術

數字補償穩壓方法產生于上個世紀很早時間，其穩壓控制的方法主要有兩類，一類是采樣交流同步采樣，逐波比較幅值確定補償的極性和大小的。通過檢測電路產生數字脈沖邊沿信號，觸發可逆計數器輸出匹配信號控制開關驅動電路導通與關斷實現補償穩壓的。另一類是通過對工頻交流采樣，并把采樣結果直接送給嵌入式控制系統或經過外圍接口芯片在對此信號進行A/D轉換后再送入嵌入式控制系統進行處理，單片機首先要對數據進行運算得到包括有效值的各種參量，用于系統的控制和顯示等。

在第一種電路中由于采樣同步的時效性強，對工頻交流的諧波干擾敏感，波形畸變嚴重時電路信號輸出無效，甚至周期性變化，造成穩壓震蕩，器件開啟頻繁老化加快，此電路目前采用分立器件，利用工頻信號驅動，數字電路存在競爭與冒險，并且控制存在滯后。第二類控制方法中，實現補償穩壓的控制方法只是三組控制變壓器反電動勢的有無和方向，采樣和控制系統控制智能化級別相對過高，計算過程復雜對硬件要求高，顧及成本多數穩壓的控制系統采用簡單的算法，豐富的采集數據處理不到位，虛假信號辨別不出，電路對外界干擾處理不佳。同時MCU存在固有缺陷，內存有可變的數據區和無用的空白區，程序上電、復位、復雜環境、軟件缺陷常使程序運行跑偏，產生危險的無效輸出。生產現場實際干擾嚴重，穩壓控制經常失效，穩壓被旁路。基于可編程邏輯器件的數字電路(SPLD)的控制電路，用于綜合穩壓電源的控制是一種亟待開發的時尚手段。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種基于SPLD的數字穩壓電源控制電路，以利于使電路結構簡單明了，更加智能化。提高穩壓響應速度，系統實時性強，工作可靠性強。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是提供一種基于SPLD的數字穩壓電源控制電路，其中：所述控制電路包含有與補償變壓器設備依次連接的有效值采集電路、比較電路、數字邏輯電路及驅動電路；通過補償設備變壓器輸出交流工頻電源信號，通過有效值電路對輸出信號電壓采樣，得到直流信號經過比較電路得到數字表示的信號，經可編程數字邏輯電路處理后，驅動開關電路來控制補償設備變壓器進行穩壓補償。

本實用新型的效果是該數字穩壓電源控制電路中采用集成真有效值芯片控制對象選擇直接可靠，真有效值芯片AD736A對輸入信號特性要求不高，對頻率2M的諧波信號也可進行積分運算處理，甚至多頻率的交直流混雜信號、波形畸變嚴重的正弦信號也能獲得真有效值。優于傳統整流濾波電路有效值檢測的性能，提高了有效值變化的響應，相對交流同步采樣，不對波形敏感。真有效值電路不采集多余參量，控制方法得到優化。級聯兩片十級比較器組成的比較電路應用于瞬時比較，不需要同步脈沖驅動，來實現采樣-保持-轉換-鎖存-輸出一系列過程。控制的實時性高。SPLD器件采用可編程器件實現組合邏輯，消除了現有穩壓電路中的分立元件數字電路競爭與冒險，提高工作可靠性。SPLD芯片同時不用復位，掉電數據不消失，無效的邏輯單元不會對控制輸出的邏輯運算結果產生改變。穩壓響應速度快，控制的實時性得以延續。控制電路規模減小，生產制造工藝簡化。電路板故障調試維修方便。

附圖說明

圖1為本實用新型基于SPLD的數字控制電路組成閉環系統原理圖；

圖2為本實用新型有效值電路轉換電路圖；

圖3為本實用新型LM3914級聯比較器組成的比較電路圖；

圖4為本實用新型SPLD芯片ATF22LV10CQZ組成的邏輯電路圖；

圖5為本實用新型邏輯電路內部嵌入的軟件邏輯流程示意圖；

圖6為本實用新型輸出信號驅動控制設備實現穩壓原理圖。

具體實施方式

結合附圖對本實用新型的基于SPLD的數字穩壓電源控制電路結構加以說明。

所謂穩壓是對交流有效值而言，因此穩壓控制宜采用對有效值的直接測量，實現控制的本質性。同時輸入電壓往往含有不定量高次諧波的干擾存在，電路需要排除干擾。不能影響對控制量有效值的采集。采集后要依據此信號進行數字控制必然要進行AD轉換，為了爭取穩壓控制的實時性，AD過程速率要快，并且電路愈簡單愈好。