3 脉冲密度控制策略的CPLD实现
以Altera MAXⅡ EPM1270芯片为平台,它包括1 270个LE,相当于40 000门数,8 kB的用户可用FLASH,116个I/O口。采用QuartusⅡ5.1进行编程下载仿真。
图5给出了CPLD脉冲密度控制的逻辑模块框图。其中,主要包括脉冲信号分配控制模块、脉冲分配模块、脉宽计算和死区时间设置模块以及PWM脉宽控制模块等。
脉冲分配模块根据功率给定值对脉冲分配模块进行控制,脉冲分配模块由2,4,8,16四个分频器组成。它根据脉冲分配控制模块的信号对分频器进行组合,脉宽计算和死区时间设置模块根据输入电流信号计算其脉宽,并控制PWM输出模块控制脉宽并进行死区设置。
4 仿真与试验
下面给出CPLD实现脉冲密度功率控制的部分仿真图和试验图。仿真图中,信号从上到下分别是:使能信号、电流输入信号Iin、功率给定PWM1,PWM2,PWM3,PWM4控制信号,分别控制VT1,VT4,VT3,VT2。图6给出了以QuartusⅡ5.1为软件环境,功率值为8/16和16/16时的仿真图。图7是对应的下载到Altera MAXⅡEPM1270芯片的部分试验波形图。
图8给出了输入电源三相220 V(相电压),频率50 Hz,输出功率P=1 kw,谐振频率f=100 kHz,负载等效电感L2=26μH,负载等效电阻R1=6.5 Ω的部分实验结果图。两波形图坐标值相同,方波为电压,正弦波为电流。
5 结 语
在此提出的采用CPLD实现脉冲均匀调制功率控制逆变器的策略,CPLD承担PWM生成,密度调节以及死区时间控制的任务,通过电流的反馈,实现频率的跟踪,使逆变器始终工作在谐振状态,提高工作效率,减少损耗。仿真与试验结果表明了该方案的可行性。该方案具有可靠性高,能有效减少控制板的体积,电路简单,易于实现高频化的优点。