[发明专利]基于SPLD的数字稳压电源控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及电工电子领域，尤其涉及一种基于SPLD的数字稳压电源控制电路。

背景技术

数字补偿稳压方法产生于上个世纪很早时间，其稳压控制的方法主要有两类，一类是采样交流同步采样，逐波比较幅值确定补偿的极性和大小的。通过检测电路产生数字脉冲边沿信号，触发可逆计数器输出匹配信号控制开关驱动电路导通与关断实现补偿稳压的。另一类是通过对工频交流采样，并把采样结果直接送给嵌入式控制系统或经过外围接口芯片在对此信号进行A/D转换后再送入嵌入式控制系统进行处理，单片机首先要对数据进行运算得到包括有效值的各种参量，用于系统的控制和显示等。

在第一种电路中由于采样同步的时效性强，对工频交流的谐波干扰敏感，波形畸变严重时电路信号输出无效，甚至周期性变化，造成稳压震荡，器件开启频繁老化加快，此电路目前采用分立器件，利用工频信号驱动，数字电路存在竞争与冒险，并且控制存在滞后。第二类控制方法中，实现补偿稳压的控制方法只是三组控制变压器反电动势的有无和方向，采样和控制系统控制智能化级别相对过高，计算过程复杂对硬件要求高，顾及成本多数稳压的控制系统采用简单的算法，丰富的采集数据处理不到位，虚假信号辨别不出，电路对外界干扰处理不佳。同时MCU存在固有缺陷，内存有可变的数据区和无用的空白区，程序上电、复位、复杂环境、软件缺陷常使程序运行跑偏，产生危险的无效输出。生产现场实际干扰严重，稳压控制经常失效，稳压被旁路。基于可编程逻辑器件的数字电路(SPLD)的控制电路，用于综合稳压电源的控制是一种亟待开发的时尚手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于SPLD的数字稳压电源控制电路，以利于使电路结构简单明了，更加智能化。提高稳压响应速度，系统实时性强，工作可靠性强。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种基于SPLD的数字稳压电源控制电路，其中：所述控制电路包含有与补偿变压器设备依次连接的有效值采集电路、比较电路、数字逻辑电路及驱动电路；通过补偿设备变压器输出交流工频电源信号，通过有效值电路对输出信号电压采样，得到直流信号经过比较电路得到数字表示的信号，经可编程数字逻辑电路处理后，驱动开关电路来控制补偿设备变压器进行稳压补偿。

本发明的效果是该数字稳压电源控制电路中采用集成真有效值芯片控制对象选择直接可靠，真有效值芯片AD736A对输入信号特性要求不高，对频率2M的谐波信号也可进行积分运算处理，甚至多频率的交直流混杂信号、波形畸变严重的正弦信号也能获得真有效值。优于传统整流滤波电路有效值检测的性能，提高了有效值变化的响应，相对交流同步采样，不对波形敏感。真有效值电路不采集多余参量，控制方法得到优化。级联两片十级比较器组成的比较电路应用于瞬时比较，不需要同步脉冲驱动，来实现采样-保持-转换-锁存-输出一系列过程。控制的实时性高。SPLD器件采用可编程器件实现组合逻辑，消除了现有稳压电路中的分立元件数字电路竞争与冒险，提高工作可靠性。SPLD芯片同时不用复位，掉电数据不消失，无效的逻辑单元不会对控制输出的逻辑运算结果产生改变。稳压响应速度快，控制的实时性得以延续。控制电路规模减小，生产制造工艺简化。电路板故障调试维修方便。

附图说明

图1为本发明基于SPLD的数字控制电路组成闭环系统原理图；

图2为本发明有效值电路转换电路图；

图3为本发明LM3914级联比较器组成的比较电路图；

图4为本发明SPLD芯片ATF22LV10CQZ组成的逻辑电路图；

图5为本发明逻辑电路内部嵌入的软件逻辑流程示意图；

图6为本发明输出信号驱动控制设备实现稳压原理图。

具体实施方式

结合附图对本发明的基于SPLD的数字稳压电源控制电路结构加以说明。

所谓稳压是对交流有效值而言，因此稳压控制宜采用对有效值的直接测量，实现控制的本质性。同时输入电压往往含有不定量高次谐波的干扰存在，电路需要排除干扰。不能影响对控制量有效值的采集。采集后要依据此信号进行数字控制必然要进行AD转换，为了争取稳压控制的实时性，AD过程速率要快，并且电路愈简单愈好。