基于CPLD的移相全橋軟開關(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通用定時器同步工作，并且在一個通用定時器從零開始計數(shù)的時刻，賦予另一個通用定時器計數(shù)器不同的初值，初值的大小決定兩個通用定時器輸出PWM波形的相位關(guān)系。本文利用事件管理器EVA的兩個通用定時器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)生過程

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

　　2.2磁偏檢測電路

　　在全橋電路中，一對功率開關(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€半周期內(nèi)施加在中頻變壓器上的電壓不相等（例如功率開關(guān)管的飽和壓降有較大差異）或是一對晶體管的導(dǎo)通脈寬不相等（例如由于存儲時間的不一致、控制電路輸出脈寬不相等以及反饋回路引起的不對稱等）時，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周期終了時不能返回到起始點，于是將在一個方向增大，其工作區(qū)域?qū)⑵蛞粋€象限，引起磁芯飽和從而導(dǎo)致功率開關(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，盡量簡化主電路的設(shè)計，增加變壓器的利用率，本文設(shè)計中采取以下方法來進(jìn)行磁偏的檢測和控制。如圖4所示，通過互感器分別檢測變壓器的一次側(cè)正負(fù)半周的電流大小，將檢測得到的值HCQ1和HCQ2進(jìn)行比較，一旦某個半周的電流偏大超過一定的值，則認(rèn)為出現(xiàn)了偏磁，將該信號送入TMS320LF2407A的捕獲單元功能，產(chǎn)生捕獲中斷并通過中斷程序去調(diào)整相應(yīng)橋臂的功率開關(guān)管驅(qū)動脈沖的寬度，強(qiáng)制對變壓器進(jìn)行磁恢復(fù)，防止變壓器飽和現(xiàn)象的發(fā)生。