基于CPLD的脉冲密度功率调节高频逆变电源

当VT1，VT4导通，VT2，VT3关断时，负载谐振电流为正，负载谐振电流经VT1，R1，L2，C2，VT4由a流向b，等效电路如图4(a)所示，由U供电。

当VT1，V T4关断，VT2，VT3导通时，负载谐振电流为负，负载谐振电流经VT2，C2，L2，R1，VT3由b流向a，等效电路如图4(b)所示，由U供电。

当VT1，VT2，VT3关断，VT4导通时，负载谐振电流为正，负载谐振电流经R1，L2，C2，VT4由a流向b，等效电路，如图4(c)所示，通过D3续流。

当VT1，VT3，VT4关断，VT2导通时，负载谐振电流为负，负载谐振电流经电流经VT2，C2，L2，R1由b流向a，等效电路如图4(d)所示，通过D1续流。

3 脉冲密度控制策略的CPLD实现

以Altera MAXⅡ EPM1270芯片为平台，它包括1 270个LE，相当于40 000门数，8 kB的用户可用FLASH，116个I／O口。采用QuartusⅡ5．1进行编程下载仿真。

图5给出了CPLD脉冲密度控制的逻辑模块框图。其中，主要包括脉冲信号分配控制模块、脉冲分配模块、脉宽计算和死区时间设置模块以及PWM脉宽控制模块等。

脉冲分配模块根据功率给定值对脉冲分配模块进行控制，脉冲分配模块由2，4，8，16四个分频器组成。它根据脉冲分配控制模块的信号对分频器进行组合，脉宽计算和死区时间设置模块根据输入电流信号计算其脉宽，并控制PWM输出模块控制脉宽并进行死区设置。

4 仿真与试验

下面给出CPLD实现脉冲密度功率控制的部分仿真图和试验图。仿真图中，信号从上到下分别是：使能信号、电流输入信号Iin、功率给定PWM1，PWM2，PWM3，PWM4控制信号，分别控制VT1，VT4，VT3，VT2。图6给出了以QuartusⅡ5．1为软件环境，功率值为8／16和16／16时的仿真图。图7是对应的下载到Altera MAXⅡEPM1270芯片的部分试验波形图。

图8给出了输入电源三相220 V(相电压)，频率50 Hz，输出功率P=1 kw，谐振频率f=100 kHz，负载等效电感L2=26μH，负载等效电阻R1=6．5 Ω的部分实验结果图。两波形图坐标值相同，方波为电压，正弦波为电流。

5 结 语

在此提出的采用CPLD实现脉冲均匀调制功率控制逆变器的策略，CPLD承担PWM生成，密度调节以及死区时间控制的任务，通过电流的反馈，实现频率的跟踪，使逆变器始终工作在谐振状态，提高工作效率，减少损耗。仿真与试验结果表明了该方案的可行性。该方案具有可靠性高，能有效减少控制板的体积，电路简单，易于实现高频化的优点。