[发明专利]一种基于CPLD的移相全桥过流自保护电路及其控制方法

权利要求书

1.一种基于CPLD的移相全桥过流自保护电路，其特征在于包括:DSP控制器、CPLD可编程控制器、电流采样及其比较电路（1）；所述的DSP控制器产生4路带有死区时间且两两互补的PWM信号：第一输入PWM信号（PWM1）、第二输入PWM信号（PWM2）、第三输入PWM信号（PWM3）、第四输入PWM信号（PWM4）；所述的CPLD可编程逻辑器的5个I/O口分别与DSP控制器输出的4路PWM信号、电流采样及其比较电路的输出连接，并通过其4个I/O口输出4路具有过流保护且带有死区时间且两两互补的PWM信号：第一输出PWM信号（PWMA）、第二输出PWM信号（PWMB）、第三输出PWM信号（PWMC）、第四输出PWM信号（PWMD）。

2.根据权利要求1所述的一种基于CPLD的移相全桥过流自保护电路，其特征在于所述的DSP处理器采用德州仪器公司2000系列DSP控制器。

3.根据权利要求1所述的一种基于CPLD的移相全桥过流自保护电路，其特征在于所述的CPLD可编程控制器采用Altera公司的MAX7000系列CPLD可编程控制器。

4.根据权利要求1所述的一种基于CPLD的移相全桥过流自保护电路，其特征在于所述的第一输入PWM信号（PWM1）、第二输入PWM信号（PWM2）、第三输入PWM信号（PWM3）、第四输入PWM信号（PWM4）组成4路移相全桥PWM信号，其中第二输入PWM信号（PWM2）由第一输入PWM信号（PWM1）反向得到，第四输入PWM信号（PWM4）由第三输入PWM信号（PWM3）反向得到。

5.根据权利要求1所述的一种基于CPLD的移相全桥过流自保护电路，其特征在于所述的电流采样及其比较电路（1）包括：霍尔电流传感器P、16个电阻（R₁-R₁₆）、7个电容（C₁-C₇）、4个二极管（D₁-D₄）和2个运算放大器（U₁、U₂）；所述的电流采样及其比较电路（1）采样的电流信号为流过IGBT的电流，当IGBT出现过流时，电流采样及其比较电路（1）的输出端的输出（VI）为低电平；相反当IGBT电流正常时电流采样及其比较电路（1）的输出端的输出（VI）为高电平。

6.用于权利要求1-5任一项所述的一种基于CPLD的移相全桥过流自保护电路的控制方法是：当电路出现过流故障时，电流采样及其比较电路（1）的输出端的输出（VI）为低电平，CPLD可编程逻辑器检测到此低电平时立即输出4路均为低电平的PWM信号：第一输出PWM信号（PWMA）、第二输出PWM信号（PWMB）、第三输出PWM信号（PWMC）、第四输出PWM信号（PWMD），从而关断全桥电路4个IGBT，并锁存故障发生时第一输入PWM信号（PWM1）的状态；

当IGBT的电流恢复正常时，如果发生过流故障时CPLD可编程逻辑器锁存的第一输入PWM信号（PWM1）为低电平，则在第一输入PWM信号（PWM1）为高电平时CPLD可编程逻辑器输出4路正常PWM信号：第一输出PWM信号（PWMA）、第二输出PWM信号（PWMB）、第三输出PWM信号（PWMC）、第四输出PWM信号（PWMD），此时第一输出PWM信号（PWMA）与第一输入PWM信号（PWM1）一样、第二输出PWM信号（PWMB）与第二输入PWM信号（PWM2）一样、第三输出PWM信号（PWMC）与第三输入PWM信号（PWM3）一样、第四输出PWM信号（PWMD）与第四输入PWM信号（PWM4）一样；而如果发生故障时CPLD可编程逻辑器锁存的第一输入PWM信号（PWM1）为高电平，则在第一输入PWM信号（PWM1）为低电平时CPLD可编程逻辑器输出4路正常PWM信号：第一输出PWM信号（PWMA）、第二输出PWM信号（PWMB）、第三输出PWM信号（PWMC）、第四输出PWM信号（PWMD），此时第一输出PWM信号（PWMA）与第一输入PWM信号（PWM1）一样、第二输出PWM信号（PWMB）与第二输入PWM信号（PWM2）一样、第三输出PWM信号（PWMC）与第三输入PWM信号（PWM3）一样、第四输出PWM信号（PWMD）与第四输入PWM信号（PWM4）一样，避免过流故障连续发生在上半周期时，IGBT总是在上半周期关闭，从而消除变压器因只出现半波电流而产生的不对称电流，消除变压器偏磁现象。