基于CPLD三相全控桥整流电源

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1、《宁夏电力}2009年增刊基于CPLD三相全控桥整流电源黄鑫，宋国超(宁夏电力公司超高压电网运行分公司，宁夏银川市750011)摘要：三相晶闸管可控整流电源广泛应用于大功率工业控制领域，其中的核心控制环节触发器和调节器的设计是电力电子领域的热点。可控硅整流电源系统具有复杂性、非线性、时变性等特点，合理设计各个控制环节以达到最优的控制效果是本文研究的重点。本文提出的数字同步触发电路，产生的触发脉冲稳定性好，可靠性高，并且不需同步变压器、具有相序自适应功能，它可以在线系统编程，调试方便，在数字移相技术中将会得到广泛使用。关键词：移相触发；三相整

2、流全控桥；自动对相；锁相环中图分类号：TM64文献标志码：B文章编号：1672—3643(2009)zk—0o72—o21前言载供电的回路，其中1组晶闸管是共阴极组(VT1，VT3，VT5)，1组是共阳极组(VT2，VT4，VT6)，且不能为同1三相整流电路是一种广泛使用的功率电源电路，相的晶闸管导通。作为一种可控电源，由于其控制方便、输入功率大，且具(2)三相交流电源以正相序ABC输入时对触发脉有整流逆变的特点，在电力、电信、化工、冶金、铁路、运冲的要求：6个晶闸管的触发脉冲按VrI1一VT2一VT3一输等部门得到了广泛地应用。移相触发电

3、路是三相晶VT4一vT5一VT6的顺序，相位依次差60o，其它相序的情闸管整流电路的核心控制部分，传统的晶闸管整流采况可依此类推。共阴极组VT1，V，I3，VT5的脉冲依次差用的模拟脉冲触发器作为晶闸管的触发脉冲。多个模120。，共阳极组VT4，VT6，VT2也依次差120。，同一相拟器件，就形成参数较为分散的格局，不仅调试和使用的上下两个桥臂，即VT1与VT4，V与VT6，VT5与不便，而且产生的脉冲对称性差。另外传统的晶闸管整VT2脉冲相差180。。流需要3个同步变压器来得到触发脉冲的同步信号，(3)输出整流电压一周期脉动6次，每次脉动

4、不仅增加了系统的成本，同时给安装调试带来不便。随的波形都一样。着新型器件的发展，数字移相技术逐渐开始取代传统(4)在整流电路合闸启动过程中或电流断续时，为的模拟移相技术。以复杂可编程逻辑器件CPLD为核确保电路的正常工作，须保证同时导通的两个晶闸管心的软硬件相结合的数字同步触发电路，具有强大的均有触发脉冲，一般有两种方法：一种是使脉冲宽度大逻辑和时序功能，并且不需同步变压器、具有相序自适于60。(一般取80~～100o)，称为宽脉冲触发。另一种方应功能，调试方便可以用于系统编程。法是在触发某个晶闸管的同时，给序号紧前的一个晶闸管补发脉冲。即

5、用两个窄脉冲代替宽脉冲，两个窄脉2设计的方法冲的前沿相差60o，脉冲宽度一般为20。～3O。，称为双窄脉冲触发。2．1三相桥式整流电路特点2．2触发器设计思想(1)每个时刻均需2个晶闸管同时导通，形成向负触发器是三相整流电路的核心环节。是否能保证收稿日期：2009—09-08作者简介：黄鑫(1977一)，男，助理工程师，从事变电站检修维护及设备管理工作。·72·《宁夏电力)2009年增刊基于CPIJDl三相全控桥整流电源A，B，C为相位基准信号，Da，Db，Dc为相位误差信号，VT1，VT2，VrI3，VT4，vT5，VT6为l2路触发脉冲

6、信号，从仿真结果可以看到该触发器生成脉冲序列严格对齐，完全实现通用型数字触发器的自动对相功能。3．2可能会出现的主要问题可能出现的主要问题是输出整流电压存在波头不齐及抖动现象，出现这种问题时是没有完全做到触发脉冲的高精度对称和高稳定性，针对上述问题采取了以下解决方法：CD4046压控振荡器的外接电阻和定时电容对于4脚的方波输出频率影响较大，因此在满足系统频率L——————————————一——．．J要求的范围内对其阻容匹配值进行调图1通用型数字触发器工作原理整，改进软件程序，达到精简程序提高效生成同步触发脉冲信号，以及生成的脉冲能否保证晶率

7、的目的，这样波形可能就会得到改善。闸管可靠触发，是作为触发器的基本要求指标。触发器设计的基本思想：由CPLD、锁相环、同步信号获取电4结论路、软起停快停电路、触发脉冲驱动电路和电源构成。其中CPLD实现功能包括：相序检测、缺相检测、分频该触发器具有通用性特性，在调节器和大功率之器、鉴相器，可在线编程选择输出宽脉冲链或双窄脉间形成一个很好的接口，一方面保证可靠有效地传送冲链。控制信号；另一方面大大减轻了主电路对控制电路的干扰，当主电路过流时，可自动停止触发脉冲的传送，3实验仿真结果与主要问题能够自动保证主电路的安全，从而提高系统工作的可靠性。

8、利用CPLD实现大规模数字逻辑电路的设计不3．1实验仿真结果但具有可靠、准确的优点，而且由于CPLD具有在线系数字触发器设计成功后在计算机上进行仿真．选用统多次编程功能，使触发器