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程是，直流電通過逆變電路變換成高頻脈沖電壓，經濾波電路形成正弦波。近來，高頻鏈逆變技術引起了人們越來越濃的研究興趣。高頻鏈逆變技術用高頻變壓器來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。高頻鏈逆變技術是由Mr.Espelage于1977年提出的，它與常規的逆變技術最大的不同在于利用高頻變壓器實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。為了解決該問題，本文采用復雜可編程邏輯器件(CPLD)來實現控制電路的設計。CPLD是在PAL、CAL的基礎上發展起來的陣列型PLD，具有高密度、高速度的優點。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個宏單元，每個宏單元中的可編程擴展乘積項可達32個，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，存在通態損耗高，且只能單相功率傳輸等缺點。

　　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軟開關ZVS方式將直流電壓斬波成不含低頻成分的高頻脈沖，通過高頻變壓器送入周波變換器，后者通過PDM方式將高頻交流脈沖恢復為正弦脈寬調制波(SPWM)，經過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節，并且可以做到兩級的軟開關控制，開關頻率很高(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。