[发明专利]用FPGA实现过流保护的逆变器过流保护方法及其电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种逆变器过流保护方法及其实现电路，尤其涉及一种用FPGA实现过流保护的逆变器过流保护方法及其电路。

背景技术

FPGA(Field Programmable Gate Array)即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA的使用非常灵活，同一片FPGA通过不同的编程数据可以产生不同的电路功能。FPGA在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、军事和航空航天等众多领域得到了广泛应用。随着功耗和成本的进一步降低，FPGA还将进入更多的应用领域。

在以数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)或其它单片微型计算机(Micro Controller Unit，简称MCU)为核心的逆变控制系统中，过流保护电路都是用四输入与门即74LS08、四输入与非门即74LS00和缓冲器即74LS07等芯片和分立元件构成，当逆变器负载过大出现过流现象时，将过流保护电路的控制端置为低电平，关断SPWM波形输出，起到过流保护的作用。

现有的过流保护电路是用与门，与非门进行逻辑组合实现对SPWM输出控制，具体电路如图1所示。运用分立元件和IC构成的过流保护电路容易受到干扰影响SPWM波形质量，过多的使用分立元件会降底系统的稳定性和增加了系统的复杂程度，不便于系统维护和调试，产品的成本也随之增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用FPGA实现过流保护的逆变器过流保护方法。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：NIOS II核输出SPWM信号与NISO核输出的控制信号相遇之后的输出，再经过与非门和低电平进行与非逻辑运算之后输出至FPGA的I/O引脚，FPGA的I/O引脚和电源标准转换芯片SN74ALVC164245相连接进行转换后以设定电压标准提供给逆变驱动电路。

在本发明中，所述设定电压标准为5V。

本发明还提供一种用FPGA实现过流保护的逆变器过流保护电路。

其技术方案为：

所述电路包括以FPGA为硬件基础嵌入了NIOS II的32位软核处理器所构成的可编程片，该可编程片调运可编程逻辑门阵列逻辑块构成过流保护的逻辑，在FPGA的输出端与整个电路的输出端之间加入缓冲器。

在本发明中，所述电路中的电容为滤波电容。

在本发明中，所述缓冲器优选74F08型。

本发明实现的前提是整个逆变器控制系统是基于可编程片上系统(SOPC)而言的，即逆变器的控制部分是建立在以FPGA为硬件基础嵌入了NIOS II的32位软核处理器所构成的可编程片系统基础之上的。

因电路是由FPGA内部的数字电路来实现的，主要用到了FPGA内部的“与门”“与非门”为了进一步提高信号的驱动能力和电源标准匹配问题，信号在经电源标准转换芯片SN74ALVC164245将FPGA I/O口输出的3.3V电源标准转换成5V电源标准后，接缓冲器74F08后直接接至驱动板，当逆变出现过流现象时将置A，B，C三根信号线为高电平，三根信号线进入FPGA也要先经过电源转换芯片将5V电源标准转换为3.3V电源标准然后进FPGA的I/O口，当FPGA检测到高电平时封锁SPWM输出完成过流保护过程。

因此，本发明的有益效果是在保证了系统的性能要求的同时大大提高了系统的可靠性；降低了产品成本，缩短了产品的研发周期。

下面结合附图及具体实施方式，对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是现有的过流保护电路图；

图2是本发明可编程逻辑门阵列逻辑组合图；

图3是具体实施方式附图，它是本发明过流保护集成电路与外部硬件电路连接；

具体实施方式

参见图3，所述电路包括以FPGA为硬件基础嵌入了NIOS II的32位软核处理器所构成的可编程片，该可编程片调运可编程逻辑门阵列逻辑块构成过流保护的逻辑，在FPGA的输出端与整个电路的输出端之间加入缓冲器74F08。

NIOS II核输出SPWM信号与NISO核输出的控制信号相遇之后的输出，再经过与非门和低电平进行与非逻辑运算之后输出至FPGA的I/O引脚，FPGA的I/O引脚和5V电源标准转换芯片SN74ALVC164245相连接进行转换后以设定电压标准提供给逆变驱动电路。