[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

说明书

技术领域

本发明涉及移相全桥开关电源技术领域，具体涉及一种基于CPLD的移相全桥过流自保护电路及其控制方法。

背景技术

移相全桥电路作为一个比较成熟的软开关电路，常用于中大功率电源电路。全桥电路常用IGBT作为开关管，当出现过流故障，IGBT所能承受的瞬间过电流的时间一般不多于10us，若仅通过DSP控制器处理过流故障势必烧毁IGBT。同时驱动IGBT的四路PWM一般由DSP控制器产生，由于DSP控制器输出的4路PWM信号是两两互补的，所以在出现过流故障时，无法使IGBT全部同时关断，无法满足实际工作要求。再则常用过流周期保护在电路工作在连续过流故障时会引起电压偏磁现象，影响器件寿命。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明公开一种基于CPLD的移相全桥过流自保护电路及其控制方法，当出现过流故障时，能以最少PWM信号实现开关管的全关断并消除在出现连续过流故障时变压器产生的偏磁现象，提高DSP控制器利用率，节约成本，此控制方法可靠、电路简单、易于实现。

本发明为达到上述目的，所采用的技术方案如下:

一种基于CPLD的移相全桥过流自保护电路，包括:DSP控制器、CPLD可编程控制器、电流采样及其比较电路；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、第二输入PWM信号、第三输入PWM信号、第四输入PWM信号；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、第二输出PWM信号、第三输出PWM信号、第四输出PWM信号。

所述的第一输入PWM信号、第二输入PWM信号、第三输入PWM信号（PWM3）、第四输入PWM信号组成4路移相全桥PWM信号，其中第二输入PWM信号由第一输入PWM信号反向得到，第四输入PWM信号由第三输入PWM信号（PWM3）反向得到。

作为优选，所述的DSP处理器选用德州仪器公司2000系列DSP控制器。

作为优选，所述的CPLD可编程控制器选用Altera公司的MAX7000系列CPLD可编程控制器。

所述的电流采样及其比较电路，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和U₂；所述的电流采样及其比较电路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的输出端的输出为高电平。

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、第二输出PWM信号、第三输出PWM信号、第四输出PWM信号，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信号为低电平，则在第一输入PWM信号为高电平时CPLD可编程逻辑器输出4路正常PWM信号：第一输出PWM信号、第二输出PWM信号、第三输出PWM信号、第四输出PWM信号，此时第一输出PWM信号与第一输入PWM信号一样、第二输出PWM信号与第二输入PWM信号一样、第三输出PWM信号与第三输入PWM信号一样、第四输出PWM信号与第四输入PWM信号一样；而如果发生故障时CPLD可编程逻辑器锁存的第一输入PWM信号为高电平，则在第一输入PWM信号为低电平时CPLD可编程逻辑器输出4路正常PWM信号：第一输出PWM信号、第二输出PWM信号、第三输出PWM信号、第四输出PWM信号，此时第一输出PWM信号与第一输入PWM信号一样、第二输出PWM信号与第二输入PWM信号一样、第三输出PWM信号与第三输入PWM信号一样、第四输出PWM信号与第四输入PWM信号一样，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。

与现有技术方案相比较，本发明具有以下优点和技术效果：