CPLD应用航空1l5V/400Hz高频链逆变电源

　　0 引言

　　航空配电系统所用l15V／400Hz电源一般是由直流逆变所得，主要供军用飞机、雷达等设备使用。逆变电源中的能量转换过程是，直流电通过逆变电路变换成高频脉冲电压，经滤波电路形成正弦波。近来，高频链逆变技术引起了人们越来越浓的研究兴趣。高频链逆变技术用高频变压器来代替传统逆变器中笨重的工频变压器，大大减小了逆变器的体积和重量。高频链逆变技术是由Mr.Espelage于1977年提出的，它与常规的逆变技术最大的不同在于利用高频变压器实现了输入与输出的电气隔离，减小了变压器的体积和重量。

　　传统的高频链逆变器由常规数字电路构成，存在设计复杂、抗干扰能力差等缺点。为了解决该问题，本文采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)来实现控制电路的设计。CPLD是在PAL、CAL的基础上发展起来的阵列型PLD，具有高密度、高速度的优点。本系统采用的是Altera公司MAX7000S系列的EPM7128SLC84-6可编程器件，该器件采用第二代多阵列矩阵结构，工作电压为5V，支持系统编程，工作频率可达151．5 MHz，具有128个宏单元，每个宏单元中的可编程扩展乘积项可达32个，具有可编程加密位，可对芯片内的设计加密。

　　l 高频链逆变电源主电路结构

　　传统带隔离变压器的逆变电源由高频逆变器、整流器、PWM逆变器和输出滤波器组成，需要3级功率变换，存在通态损耗高，且只能单相功率传输等缺点。

　　图1所示为双向电压源高频链逆变器的原理图，该方案是目前实现双向传输功率的常用方案。前级电路由全桥移相控制电路和高频变压器组成，后级电路采用周波变换的交交变频器。高频链逆变器采用直流一高频交流一低频交流的电路拓扑，全桥移相控制电路通过软开关ZVS方式将直流电压斩波成不含低频成分的高频脉冲，通过高频变压器送入周波变换器，后者通过PDM方式将高频交流脉冲恢复为正弦脉宽调制波(SPWM)，经过低通滤波器输出光滑的正弦波信号。因为该逆变器只有二级功率变换环节，并且可以做到两级的软开关控制，开关频率很高(100kHz)，所以效率较高，体积较正弦脉宽脉位调制(SPWPM)方式的逆变器要小。