[實用新型]晶閘管電動機軟起動器雙窄高頻觸發脈沖列生成電路

有效

• 申請號: 201520083419.8
• 申請日: 2015-02-06
• 公開（公告）號: CN204517771U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 徐周;王宏華;郭鵬;尹祥順;李軍民
• 申請（專利權）人: 河海大學;揚中市豐順電器有限公司
• 主分類號: H03K3/02
• 分類號: H03K3/02;H02P1/26
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

技術領域

本實用新型涉及的是一種基于FPGA的晶閘管電動機軟起動器雙窄高頻觸發脈沖列生成電路，屬于晶閘管電動機軟起動領域。

背景技術

晶閘管軟起動器基于晶閘管的可控導通特性，通過控制晶閘管的導通角以調節電動機定子繞組電壓的有效值，減小起動電流，實現軟起動。隨著電力電子器件制造技術的發展，晶閘管軟起動器得到了廣泛應用。在晶閘管電動機軟起動器中，當采用脈沖變壓器作為隔離驅動時，需要考慮脈沖變壓器飽和問題。受限于脈沖變壓器體積，雙窄脈沖信號一般難以實現可靠驅動。通過高頻脈沖信號對傳統的雙窄脈沖進行調制，得到高頻雙窄脈沖列驅動信號，可有效避免脈沖變壓器飽和現象，實現晶閘管可靠驅動。

當前主流技術為：軟件生成脈沖和專用ASIC生成脈沖。軟件實現一般是分別產生雙窄脈沖和高頻調制脈沖，再通過外圍門電路，對雙窄脈沖進行調制。軟件實現方法存在占用資源多，穩定性不高，抗干擾能力弱等缺點。也有利用三相六脈沖生成專用芯片如TC787實現雙窄脈沖輸出。TC787同樣也不能產生高頻的雙窄脈沖列，需要與其他電路配合使用，才能實現可靠的脈沖變壓器隔離驅動。TC787的脈沖寬度通過外圍電路的電容調節，操作繁瑣。相控角為模擬量給定，與數字控制系統對接不友好，使得系統設計復雜，可靠性降低。

發明內容

本實用新型提供了一種基于FPGA的晶閘管電動機軟起動器雙窄高頻觸發脈沖列生成電路，其目的旨在克服現有技術所存在的上述不足，具有穩定性高，實時性好，抗干擾能力強等優點。

本實用新型的技術解決方案：基于FPGA的異步電動機軟起動器晶閘管門極雙窄高頻觸發脈沖列生成電路，其結構包括鎖相環模塊，相控角給定端口，三相同步信號輸入端口，脈沖輸出使能端口，三相雙窄脈沖輸出模塊和高頻雙窄脈沖合成模塊；其中鎖相環模塊的信號輸出端連接三相雙窄脈沖輸出模塊的第一信號輸入端，相控角給定端口的信號輸出端連接三相雙窄脈沖輸出模塊的第二信號輸入端，三相同步信號輸入端口的信號輸出端連接三相雙窄脈沖輸出模塊的第三信號輸入端，脈沖輸出使能端口的信號輸出端連接三相雙窄脈沖輸出模塊的第四信號輸入端，三相雙窄脈沖輸出模塊的信號輸出端連接高頻雙窄脈沖合成模塊的信號輸入端。

本實用新型的優點：

1）基于硬件平臺設計，與軟件實現方法相比，具有穩定性高，實時性好，抗干擾能力強的優點。

2）具有結構緊湊，設計難度低，易于改進，易于量產等優點。

3）集成了高頻脈沖頻率發生功能和高頻雙窄脈沖合成模塊，省去了外圍復雜的邏輯門電路，結構簡單。并且高頻脈沖占空比，雙窄脈沖脈寬等參數，均可根據晶閘管、脈沖變壓器的型號及其參數通過對話框方便修改。

4）基于可編程硬件平臺設計，可以通過軟件修改高頻脈沖列的頻率和占空比，以適應不同的驅動電路。

5）對脈沖變壓器驅動或光耦驅動晶閘管觸發電路均適用。

附圖說明

圖1是本實用新型的拓撲結構框圖。

圖2?是本實用新型實施案例輸出波形。

圖3是本實用新型實施案例Quartus頂層原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，應理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。

如圖1所示，基于FPGA的異步電動機軟起動器晶閘管門極雙窄高頻觸發脈沖列生成電路，其結構包括鎖相環模塊1，相控角給定端口2，三相同步信號輸入端口3，脈沖輸出使能端口4，三相雙窄脈沖輸出模塊5和高頻雙窄脈沖合成模塊6；其中鎖相環模塊1的信號輸出端連接三相雙窄脈沖輸出模塊5的第一信號輸入端，相控角給定端口2的信號輸出端連接三相雙窄脈沖輸出模塊5的第二信號輸入端，三相同步信號輸入端口3的信號輸出端連接三相雙窄脈沖輸出模塊5的第三信號輸入端，脈沖輸出使能端口4的信號輸出端連接三相雙窄脈沖輸出模塊5的第四信號輸入端，三相雙窄脈沖輸出模塊5的信號輸出端連接高頻雙窄脈沖合成模塊6的信號輸入端。