cpld在igbt驱动设计中的应用

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1、CPLD在IGBT驱动设计中的应用

2、第1内容显示中lunouseg(this)">在串行的ＰＷＭ信号送到ＩＧＢＴ的栅控端之前，还需将该信号转化为并行形式。尽管采用普通的串／并转换芯片可以实现上述功能，但这些芯片的最高工作频率有限，如７４１６６的最高工作频率为３５ＭＨｚ，对于目前广泛采用多重化和多电平技术的变频装置来讲，这种工作频率显然有着较大的局限性。尤其是在实时性、快速性要求甚高的电机控制领域，不可能采用应答方式完成信号的传输，因此接收端需要有较强的纠错和容错能力。若采用普通的芯片，难以只用一两片芯片完成上述功能。但ＣＰＬＤ具有极强的灵活性，内含１２８个宏单元，最高工作频

3、率可达１６７ＭＨｚ（以ＣｙｐｒｅｓｓＣＹ３７１２８为例），可以只用一两片芯片就能完成较复杂的逻辑功能，因此ＣＰＬＤ与光纤的结合是解决大功率变频器中信号传输的最好选择。系统信号流程图如图１所示。2通讯方案异步串行格式的一个数据帧包括１位起始位和８位数据位，最后是停止位。起始位规定为０，８位数据位由高到低顺次发送，前７位组成１个编码字符，第八位为奇偶校验位。停止位可以选择１位、１位、２位。从系统实际要求出发，我们对标准的异步串行格式进行了修改，将三相ＰＷＭ信号进行编码，用以下数据格式发送到信号转换单元：０－ａ３ｃ３ａ２ｃ２ａ１ｃ１－Ｖ－１１１１。其中０为起始位，ａ１、ａ２、ａ３

4、分别对应三相逆变桥每个桥臂的栅控信号，ｃ１、ｃ２、ｃ３分别对应三相逆变桥每个桥臂的封锁信号，Ｖ是一位校验位，最后四个１为结束标志位。信号转换单元的ＣＰＬＤ接收到该信号后，将此串行ＰＷＭ信号转换为并行形式。另一方面，为保证逆变单元能够正常工作，还需将逆变单元故障信号送到上位机以供故障诊断。故障信号以以下串行编码格式送出：０－ａ１ａ２ａ３ａ４ａ５ａ６－Ｖ－１１１１，０为起始位，ａ１、ａ２、ａ３分别对应每个桥臂的驱动故障信号，ａ４为过热信号，ａ５、ａ６为通讯故障信号，Ｖ为校验位，最后四个１为结束标志位。上位机板上的ＣＰＬＤ将此信号转换为并行形式。事实上，ＰＷＭ信号和故障信号的处理

5、过程是相同的。对于异步串行通讯，通常要保证发送的信号在接收端能被正确接收，往往采用两类同步处理办法：一类是使用硬件手段实现通信协议的部分功能；另一类是使用各种短小的帧来实现通信功能。在本系统，由于实时控制对时间的要求，不可能采用上述形式的通讯方案。因此根据系统实际需要，数据传输采用起止式同步方案，即用“０”代表起信号，“１”代表止信号。在不发送信息时，一直发送止信号。第一个由“１”到“０”的转换表示字符的开始收端检测到这个转换后控制位时钟输出，以便对接受信号进行码位中点取样判决。针对系统的实际要求，为确保数据通讯的正确性，在正常工作以前，ＤＳＰ模块必须向信号转换单元固定发送

6、一个标志字。只有当信号转换单元连续几次正确收到标志字后，才能建立正常通讯。在正常通讯时，为避免随机干扰的作用，只有在连续出现多次帧错误的情况下，信号转换单元才向上位机发出通讯故障信号，以确保系统工作的稳定性。3ＣＰＬＤ的实现２０世纪９０年代，引起数字系统设计方式发生突破性变革的技术是ＶＨＤＬ设计技术。ＶＨＤＬＶｅｒｙＨｉｇｈＳｐｅｅｄＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＶＨＳＩＣＨａｒｄｗａｒｅＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎＬａｎｇｕａｇｅ作为ＩＥＥＥ－１０７６标准所规范的硬件描述语言，非常适用于可编程逻辑器件的应用设计，并正在得以普及。采用自顶向下的设计方法，是用ＶＨＤＬ设

7、计系统硬件最突出优点之一。通过前面对数据流和通讯方案的分析，按照自顶向下的原则，我们对信号处理单元进行功能分解，将其分解到下面的各个单元中，见图２。500)this.style.ouseg(this)">通过功能分解，我们可以看到，单元内部构造可以分为三个部分：一部分对栅控信号进行处理；另一部分对故障信号进行处理；最后一部分用于产生控制故障信号发送的时钟。从图２我们可以发现栅控信号处理部分与故障信号处理部分都含有功能相同单元：校验位生成单元、数据通信控制单元及锁存单元，因此可以对以上这些单元进行参数化设计。在参数化设计以前，我们还需要构造一些公共的基本元件，如触发器、寄存器

8、、计数器和同步器等。这以后，我们就可以对前面提到的功能相同的单元进行参数化设计。在进行参数化设计以前，我们需要对各功能单元的输入输出信号进行分析以确定信号使用的数据类型。由于ＩＧＢＴ控制问题的特殊性，在这里我们统一使用Ｂｉｔ和Ｂｉｔ－ｖｅｃｔｏｒ型数据。Ｂｉｔ型数据只有两种状态：“０”和“１”，可以有效地防止多态数值系统给控制和编程带来的麻烦。在进行传统的电子线路设计时，设计师的工作是按电路原理图将各个单元电路和器件连接起来，形成一个完整的系统。而在利用ＶＨＤＬ设计电路时，设计师所要完成的不过就是将那些用ＶＨＤＬ语