[發明專利]一種基于CPLD的移相全橋過流自保護電路及其控制方法

有效

• 申請號: 201310328824.7
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103401218A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 杜貴平;朱天生
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02H7/10
• 分類號: H02H7/10;H02M1/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種基于CPLD的移相全橋過流自保護電路，其特征在于包括:DSP控制器、CPLD可編程控制器、電流采樣及其比較電路（1）；所述的DSP控制器產生4路帶有死區時間且兩兩互補的PWM信號：第一輸入PWM信號（PWM1）、第二輸入PWM信號（PWM2）、第三輸入PWM信號（PWM3）、第四輸入PWM信號（PWM4）；所述的CPLD可編程邏輯器的5個I/O口分別與DSP控制器輸出的4路PWM信號、電流采樣及其比較電路的輸出連接，并通過其4個I/O口輸出4路具有過流保護且帶有死區時間且兩兩互補的PWM信號：第一輸出PWM信號（PWMA）、第二輸出PWM信號（PWMB）、第三輸出PWM信號（PWMC）、第四輸出PWM信號（PWMD）。

2.根據權利要求1所述的一種基于CPLD的移相全橋過流自保護電路，其特征在于所述的DSP處理器采用德州儀器公司2000系列DSP控制器。

3.根據權利要求1所述的一種基于CPLD的移相全橋過流自保護電路，其特征在于所述的CPLD可編程控制器采用Altera公司的MAX7000系列CPLD可編程控制器。

4.根據權利要求1所述的一種基于CPLD的移相全橋過流自保護電路，其特征在于所述的第一輸入PWM信號（PWM1）、第二輸入PWM信號（PWM2）、第三輸入PWM信號（PWM3）、第四輸入PWM信號（PWM4）組成4路移相全橋PWM信號，其中第二輸入PWM信號（PWM2）由第一輸入PWM信號（PWM1）反向得到，第四輸入PWM信號（PWM4）由第三輸入PWM信號（PWM3）反向得到。

5.根據權利要求1所述的一種基于CPLD的移相全橋過流自保護電路，其特征在于所述的電流采樣及其比較電路（1）包括：霍爾電流傳感器P、16個電阻（R₁-R₁₆）、7個電容（C₁-C₇）、4個二極管（D₁-D₄）和2個運算放大器（U₁、U₂）；所述的電流采樣及其比較電路（1）采樣的電流信號為流過IGBT的電流，當IGBT出現過流時，電流采樣及其比較電路（1）的輸出端的輸出（VI）為低電平；相反當IGBT電流正常時電流采樣及其比較電路（1）的輸出端的輸出（VI）為高電平。

6.用于權利要求1-5任一項所述的一種基于CPLD的移相全橋過流自保護電路的控制方法是：當電路出現過流故障時，電流采樣及其比較電路（1）的輸出端的輸出（VI）為低電平，CPLD可編程邏輯器檢測到此低電平時立即輸出4路均為低電平的PWM信號：第一輸出PWM信號（PWMA）、第二輸出PWM信號（PWMB）、第三輸出PWM信號（PWMC）、第四輸出PWM信號（PWMD），從而關斷全橋電路4個IGBT，并鎖存故障發生時第一輸入PWM信號（PWM1）的狀態；

當IGBT的電流恢復正常時，如果發生過流故障時CPLD可編程邏輯器鎖存的第一輸入PWM信號（PWM1）為低電平，則在第一輸入PWM信號（PWM1）為高電平時CPLD可編程邏輯器輸出4路正常PWM信號：第一輸出PWM信號（PWMA）、第二輸出PWM信號（PWMB）、第三輸出PWM信號（PWMC）、第四輸出PWM信號（PWMD），此時第一輸出PWM信號（PWMA）與第一輸入PWM信號（PWM1）一樣、第二輸出PWM信號（PWMB）與第二輸入PWM信號（PWM2）一樣、第三輸出PWM信號（PWMC）與第三輸入PWM信號（PWM3）一樣、第四輸出PWM信號（PWMD）與第四輸入PWM信號（PWM4）一樣；而如果發生故障時CPLD可編程邏輯器鎖存的第一輸入PWM信號（PWM1）為高電平，則在第一輸入PWM信號（PWM1）為低電平時CPLD可編程邏輯器輸出4路正常PWM信號：第一輸出PWM信號（PWMA）、第二輸出PWM信號（PWMB）、第三輸出PWM信號（PWMC）、第四輸出PWM信號（PWMD），此時第一輸出PWM信號（PWMA）與第一輸入PWM信號（PWM1）一樣、第二輸出PWM信號（PWMB）與第二輸入PWM信號（PWM2）一樣、第三輸出PWM信號（PWMC）與第三輸入PWM信號（PWM3）一樣、第四輸出PWM信號（PWMD）與第四輸入PWM信號（PWM4）一樣，避免過流故障連續發生在上半周期時，IGBT總是在上半周期關閉，從而消除變壓器因只出現半波電流而產生的不對稱電流，消除變壓器偏磁現象。