CPLD應用航空1l5V/400Hz高頻鏈逆變電源

　　0 引言

　　航空配電系統所用l15V／400Hz電源一般是由直流逆變所得，主要供軍用飛機、雷達等設備使用。逆變電源中的能量轉換過(guò)程是，直流電通過(guò)逆變電路變換成高頻脈沖電壓，經(jīng)濾波電路形成正弦波。近來(lái)，高頻鏈逆變技術(shù)引起了人們越來(lái)越濃的研究興趣。高頻鏈逆變技術(shù)用高頻變壓器來(lái)代替傳統逆變器中笨重的工頻變壓器，大大減小了逆變器的體積和重量。高頻鏈逆變技術(shù)是由Mr.Espelage于1977年提出的，它與常規的逆變技術(shù)最大的不同在于利用高頻變壓器實(shí)現了輸入與輸出的電氣隔離，減小了變壓器的體積和重量。

　　傳統的高頻鏈逆變器由常規數字電路構成，存在設計復雜、抗干擾能力差等缺點(diǎn)。為了解決該問(wèn)題，本文采用復雜可編程邏輯器件(CPLD)來(lái)實(shí)現控制電路的設計。CPLD是在PAL、CAL的基礎上發(fā)展起來(lái)的陣列型PLD，具有高密度、高速度的優(yōu)點(diǎn)。本系統采用的是Altera公司MAX7000S系列的EPM7128SLC84-6可編程器件，該器件采用第二代多陣列矩陣結構，工作電壓為5V，支持系統編程，工作頻率可達151．5 MHz，具有128個(gè)宏單元，每個(gè)宏單元中的可編程擴展乘積項可達32個(gè)，具有可編程加密位，可對芯片內的設計加密。

　　l 高頻鏈逆變電源主電路結構

　　傳統帶隔離變壓器的逆變電源由高頻逆變器、整流器、PWM逆變器和輸出濾波器組成，需要3級功率變換，存在通態(tài)損耗高，且只能單相功率傳輸等缺點(diǎn)。

　　圖1所示為雙向電壓源高頻鏈逆變器的原理圖，該方案是目前實(shí)現雙向傳輸功率的常用方案。前級電路由全橋移相控制電路和高頻變壓器組成，后級電路采用周波變換的交交變頻器。高頻鏈逆變器采用直流一高頻交流一低頻交流的電路拓撲，全橋移相控制電路通過(guò)軟開(kāi)關(guān)ZVS方式將直流電壓斬波成不含低頻成分的高頻脈沖，通過(guò)高頻變壓器送入周波變換器，后者通過(guò)PDM方式將高頻交流脈沖恢復為正弦脈寬調制波(SPWM)，經(jīng)過(guò)低通濾波器輸出光滑的正弦波信號。因為該逆變器只有二級功率變換環(huán)節，并且可以做到兩級的軟開(kāi)關(guān)控制，開(kāi)關(guān)頻率很高(100kHz)，所以效率較高，體積較正弦脈寬脈位調制(SPWPM)方式的逆變器要小。