基于CPLD的移相全橋軟開(kāi)關(guān)電源數(shù)字控制器

　　而輸出移相波形的關(guān)鍵是讓同一事件管理器中的兩個(gè)通用定時(shí)器同步工作，并且在一個(gè)通用定時(shí)器從零開(kāi)始計(jì)數(shù)的時(shí)刻，賦予另一個(gè)通用定時(shí)器計(jì)數(shù)器不同的初值，初值的大小決定兩個(gè)通用定時(shí)器輸出PWM波形的相位關(guān)系。本文利用事件管理器EVA的兩個(gè)通用定時(shí)器GPT1和GPT2的同步工作，產(chǎn)生移相波形。

　　圖3 帶死區(qū)的移相控制波形產(chǎn)生過(guò)程

　　為了避免因開(kāi)關(guān)器件特別是IGBT器件在關(guān)斷時(shí)電流拖尾造成橋臂瞬時(shí)直通所造成的危害，還需要在同側(cè)橋臂的開(kāi)關(guān)器件控制波形中添加死區(qū)。因?yàn)镻LD具有可在線修改能力，可在PCB電路完成后隨時(shí)修改設(shè)計(jì)，而不必改動(dòng)硬件電路，因此本文采用ALTERA公司的EPM7000S系列的CPLD芯片，通過(guò)編程生成控制波形的死區(qū)。如圖3所示。

　　2.2磁偏檢測(cè)電路

　　在全橋電路中，一對(duì)功率開(kāi)關(guān)管在工作周期的前半部分和后半部分交替地通斷，若它們的飽和壓降相等，導(dǎo)通脈寬也一樣，則稱電路工作在平衡狀態(tài)。但若由于某種原因?qū)е聝蓚€(gè)半周期內(nèi)施加在中頻變壓器上的電壓不相等（例如功率開(kāi)關(guān)管的飽和壓降有較大差異）或是一對(duì)晶體管的導(dǎo)通脈寬不相等（例如由于存儲(chǔ)時(shí)間的不一致、控制電路輸出脈寬不相等以及反饋回路引起的不對(duì)稱等）時(shí)，功率轉(zhuǎn)換電路就工作在不平衡狀態(tài)。變壓器的磁通在一個(gè)周期終了時(shí)不能返回到起始點(diǎn)，于是將在一個(gè)方向增大，其工作區(qū)域?qū)⑵蛞粋€(gè)象限，引起磁芯飽和從而導(dǎo)致功率開(kāi)關(guān)管損壞，逆變失敗，此即所謂“單向偏磁”。

　　為了避免變壓器的飽和，充分發(fā)揮數(shù)字控制器的優(yōu)勢(shì)，盡量簡(jiǎn)化主電路的設(shè)計(jì)，增加變壓器的利用率，本文設(shè)計(jì)中采取以下方法來(lái)進(jìn)行磁偏的檢測(cè)和控制。如圖4所示，通過(guò)互感器分別檢測(cè)變壓器的一次側(cè)正負(fù)半周的電流大小，將檢測(cè)得到的值HCQ1和HCQ2進(jìn)行比較，一旦某個(gè)半周的電流偏大超過(guò)一定的值，則認(rèn)為出現(xiàn)了偏磁，將該信號(hào)送入TMS320LF2407A的捕獲單元功能，產(chǎn)生捕獲中斷并通過(guò)中斷程序去調(diào)整相應(yīng)橋臂的功率開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)脈沖的寬度，強(qiáng)制對(duì)變壓器進(jìn)行磁恢復(fù)，防止變壓器飽和現(xiàn)象的發(fā)生。