智能化IGBT驱动电路研究

研究并设计了一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的智能化IGBT驱动电路.该电路由CPLD实现各种控制、保护逻辑.驱动电路的高、低电平驱动方式可通过改写CPLD中VHDL源代码来实现.同时,该电路可以选择两路直接驱动和桥臂互补驱动两种工作模式.电路具有开通盲区设置,死区时间设置功能,短路保护运用软降栅压结合软关断技术,软降栅压时间,软关断斜率可通过外接电路自由整定.电路本身自带隔离驱动电源.试验证明该电路具有良好的驱动及保护能力.     

基于CPLD的线阵CCD驱动电路的设计

采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为控制单元,设计一款驱动电路以产生线阵CCD需要的驱动信号。利用硬件描述语言(HDL)进行CPLD功能模块以及逻辑单元的设计,不仅发挥了CPLD"可编程"的特点,而且为用户提供较多的信号接口,具有较强的灵活性和稳定性,提高了CCD驱动脉冲的准确性。在介绍驱动电路工作原理的基础上,给出了驱动脉冲时序的设计方法,并通过电路测试数据验证该电路的有效性。实验结果表明:该驱动电路输出的驱动脉冲,完全满足线阵CCD的需要,整个驱动电路工作比较稳定,其输出信号具有严格的时序关系。该驱动电路可以集成到无接触测量系统中,用来产生线阵CCD所需的驱动脉冲,并且有较高的精度。     

高压大功率逆变电源过流保护电路的实现

在高压大功率逆变电源的设计中,IGBT的驱动与保护是重要的课题。IGBT器件能承受的过流时间通常为几微秒,所以可靠的过流保护电路对电源的稳定、可靠运行至关重要。常见的过流保护电路通过检测IGBT集电极、发射极间电压判断IGBT是否过流。设计的过流信号产生电路在IGBT过流时产生低电平信号,经CPLD数字电路的逻辑处理后可以可靠地实现IGBT的过流保护,具有较强的抗干扰性,避免了电源系统频繁的跳闸保护,响应时间在IGBT允许的过流时间之内。     

臭氧电源驱动保护电路的改进与实现

针对大功率臭氧电源中采用EXB841直接驱动IGBT时所存在的负栅压不足、过流保护阈值太高、虚假过流以及过流无自锁等缺陷,提出了几点改进方法:用外接稳压管替代EXB841内部稳压管以提高负栅压;适当提高EXB841的电源电压,采用24V直流电源供电,并通过阈值检测电路实现过流阈值的精准和连续调节,以保证正向驱动电压;采用不对称的开启和关断方法,IGBT开通时栅极串接电阻较小,而IGBT关断时栅极串接电阻较大,从而使过电压减小,以改善控制脉冲的前后沿陡度和减少集电极尖脉冲;采用锁定保护电路以防止虚假过流并锁定过流。最后设计并测试了优化驱动电路。试验测试结果表明:该优化电路克服了原EXB841典型驱动电路的缺陷,极大地改善了IGBT的驱动与保护性能,具有实用价值。     

基于DSP28069的永磁电机容错驱动系统

以DSP28069为核心控制器,辅以CPLD作为逻辑控制,构建了永磁电机控制硬件系统。经过DSP和CPLD发出控制信号,各相采用独立H桥的容错驱动设计,通过霍尔电流传感器、旋转变压器,实现电机相电流、转子位置、转速信号的采集,结合施密特触发器和CPLD实现了过流保护。以三相9/6极永磁电机为试验对象,实现了转速、电流双闭环控制,并采集了系统H桥电路的驱动信号波形、输出电压波形及电机的相电流波形。试验结果表明,设计的电机驱动硬件系统具有安全、可靠的工程实用价值。     

基于CPLD的真空断路器智能控制单元的设计

基于CPLD技术设计了真空断路器永磁操动机构的智能控制单元 ,该控制单元包括输入、输出和控制三个模块。描述了该控制单元的结构、逻辑控制功能 ,以及实现该控制单元的硬件电路和软件。对控制断路器的逻辑功能进行了仿真 ,并在断路器上进行了试验验证。     

CPLD在惯性测量单元数据采集系统中的应用

针对惯性测量单元中数据采集的特性,设计了一种以CPLD为控制核心和DSP为数据处理核心的小型惯性测量单元的数据采集系统;详细介绍了数据采集系统中CPLD译码、锁存和时钟分频等逻辑控制功能的实现方法;通过原理性实验验证,CPLD能够实现数据采集系统逻辑控制的功能,系统能够稳定、可靠的工作。     

基于可编程逻辑器件的交流伺服电机驱动保护器设计

设计了一种全数字高可靠性交流伺服电机驱动器。该驱动器以复杂可编程逻辑器件(CPLD)为控制核心,结合智能功率模块(IPM),针对交流伺服电机的驱动与保护特点,实现了对SVPWM信号的死区控制和系统的多种故障保护。给出了核心单元、信号检测及保护电路的设计以及关键环节的保护时序图。实验结果表明:该驱动器工作稳定、可靠,所采取的保护措施快速、有效。     

IGCT的状态检测与逻辑控制

门极驱动单元是集成门极换流晶闸管(IGCT)的重要组成部分。除了完成强触发导通与门极换流关断外,门极驱动单元还必须具备可靠的工作状态检测与逻辑控制功能。本文将从门极换流晶闸管(GCT)芯片的基本结构与IGCT驱动的基本原理出发,结合工业上广泛应用的NPC三电平拓扑,分析不同工况下GCT门阴极电位变化的基本机理,以及各个工况对门极驱动逻辑控制的要求。最后设计了一种带有精确状态检测功能的门极驱动单元,并在一个自主研发的NPC三电平功率模块上进行了功能测试。实验得到了各个工况下IGCT换流过程与门极驱动单元检测电路的实际波形,验证了门极驱动单元具有优异的状态检测与逻辑控制功能。     

基于PEBB概念的链式结构DSTATCOM换流模块设计

为提高链式结构DSTATCOM的补偿性能和可靠性,基于电力电子积木(PEBB)概念设计了其"即插即用"型基本功率单元——基于H桥逆变器的换流模块(HCM)。介绍HCM的主电路主要设计选型,并针对额定容量278 kW、电流600 A的HCM进行了结构和散热设计。为提高HCM工作灵活性和抗干扰能力,基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)设计模块控制器,实现对模块控制、检测和采样,采用专用驱动核芯片设计驱动电路工作,完善保护并提高模块稳定性。介绍了用于HCM测试的实验平台,在10 kV/±3 Mvar的DSTATCOM工业样机上运行所设计的HCM,验证了模块的各部分功能的运行性能和可靠性。     

基于CPLD的单相逆变电源设计

复杂可编程逻辑器件(CPLD)以其运算速度快、编程方便等优点得到了广泛的应用.但由于其运算能力有限,因而提出了一种基于CPLD的模数混合设计方法.逻辑部分及SPWM的产生由CPLD来完成,PI调节及反馈部分由模拟电路来设计,并构造出一个实验系统.实验结果证明,该方法具有驱动速度快、电路简单的特点.     

基于C8051F005的电感式电子柱测微仪设计

针对目前电子柱测微仪存在的显示驱动电路复杂问题,以C8051F005单片机为核心,采用VHDL语言在Quartus II开发环境下利用CPLD设计了三色LED光柱驱动逻辑电路,实现了对被测件的测量与数字显示。该测微仪由激励信号发生电路、小信号处理、相敏检波、CPLD光柱驱动、数码管显示及键盘电路、通信模块等组成。整个设计简化了电路,经多次实验表明,提高了稳定性和检测效率,满足精密机械零件的尺寸测量精度要求,接口丰富,具有可扩展性,在精密零件测量领域中有较好的应用价值。     

MSPWM逆变器死区效应的逻辑补偿电路设计

以SPWM多重化(MSPWM)为控制技术,分析了在高载波频率下的电压型SPWM并联多重化单相逆变器驱动信号的合成原理,并利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)来实现死区效应的逻辑补偿电路。给出一种基于电流方向的自适应控制方法及其仿真和实验结果。     

基于DSP的大功率SRM全数字控制系统

设计了一种大功率开关磁阻电机(SRM)全数字控制系统.该系统采用高性能的数字信号处理器(DSP)TMS320F2812和单片机(MCU)89C52主-从双处理器结构,为了减少外围分立器件,增加系统可靠性和抗干扰性,应用了复杂可编程逻辑器件(CPLD)EPM7064S;控制策略采用电流斩波控制(CCC).132 kW大功率SRM控制系统成功应用于矿山矸石山绞车,由现场运行结果表明:速度跟踪性能和抗干扰能力强,电流波形接近理想方波,完全满足了工业现场的应用需求.进一步验证了该系统设计的合理性.     

基于CPLD的三维加速度存储测试方法研究

提出一种基于CPLD的三维加速度存储测试方法。硬件测试模块以EPM240T100C3为核心,详细介绍了其系统组成、电路设计原理,并根据测试对象的特殊性,从性能与体积上对整个测试系统进行了优化;软件设计模块控制程序使用VHDL语言编写,描述了其设计思想,并通过软件仿真进行了验证,给出了时序仿真图;数据通信模块,利用CPLD内部丰富的逻辑单元实现UART功能,通过RS232串口与上位机通信。结果证明所设计的存储测试系统能够满足高速采样与存储的要求,可以用于实际的弹载三维加速度测试。     

步进驱动器高压恒流过程与参数计算

针对步进电动机在低速和高速转矩下降的问题,开发出一种新型三相混合式步进电动机驱动器.给出驱动器全部硬件电路和软件程序,结合新器件应用,对硬件电路参数、关键数据、软件设计进行详实分析,全面剖析了单片机、逻辑控制、恒流控制、高压驱动、电流采样、过压保护、供电电源电路等,具有一定参考价值.     

基于DSP和CPLD的双级矩阵变换器研究

给出了双级矩阵变换器(Two-stage Matrix Converter,简称TSMC)的主电路结构,分析了TSMC的换流策略和双空间矢量调制(Space Vector Modulation,简称SVM)策略。提出了以数字信号处理器为系统的控制核心,通过复杂可编程逻辑器件实现换流和驱动信号输出的软件设计方案。实验结果验证了设计的可行性,证明了TSMC和直接式矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC)一样具有优良的输入输出特性。     

基于DSP的IGBT逆变TIG焊电源研究

研制了一台以TMS320F240型DSP为核心的数字化TIG焊机.通过DSP片内PWM模块编程产生驱动脉冲,并由前后级驱动电路驱动IGBT,以得到理想的输出电流.保护电路保护焊机不受过流、过热、过欠压的损坏.检测采样电路实时检测电流值并传递给DSP.DSP运用PI控制算法得到TIG的恒流特性.在此给出系统软件流程图.实验证明焊机具有电路简单,控制容易,工作可靠,易升级等特点.