[发明专利]基于CPLD检测PWM波死区错误并实施保护的方法

说明书

技术领域

本发明属于电压源型直流-交流逆变电源技术领域，用于在电压源型直流-交流逆变电源中PWM波输入到逆变器开关管之前，需要进行实时检测死区是否错误并实施保护，具体涉及一种基于CPLD检测PWM波死区错误并实施保护的方法。

背景技术

随着石油、煤、天然气等化石能源的不断消耗，能源问题日渐突出，因此节能减排已成为各国政府的主要工作目标。对于新能源发电、交流负载等对象，作为主要的能量变换载体，直流-交流逆变电源不可或缺，因此直流-交流逆变电源的可靠性非常重要，目前电压源型直流-交流逆变电源应用非常普遍，它的主要问题是同一桥臂的功率开关管可能存在直通问题，从而损坏逆变电源，降低逆变电源的可靠性。

为了提高电压源型直流-交流逆变电源的可靠性，一般在PWM波输入到逆变器开关管之前需要实时检测死区是否错误。若有错误，必须立即给出保护信号封锁PWM波，防止开关管直通以至于出现开关管烧毁现象。目前，主要的死区检测方法是基于模拟电路实现的，但是，这种方法会存在电路零漂、温漂导致检测准确度降低等问题。

基于以上背景，针对上述的问题而进行的改进就很迫切，可靠地实时检测死区并进行保护，从而提高系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于CPLD检测PWM波死区错误并实施保护的方法，解决了现有技术条件下存在同一桥臂的功率开关管可能存在直通，以及现有的模拟电路存在电路零漂、温漂导致检测准确度降低的问题。

本发明采用的技术方案是，一种基于CPLD检测PWM波死区错误并实施保护的方法，依次包括模拟PWM波、信号运算和时序逻辑判断三部分，具体是，

首先将电压源型直流-交流逆变电源同一桥臂的两路互补带有死区时间的PWM波分别通过“与”及“或”运算，然后分别在两路PWM波下降沿到来的时刻，观察经“与”及“或”运算后电平的变化情况：

若任何一路PWM波下降沿到来时刻，“与”及“或”运算的电平为11，则确定死区正确；

若任何一路PWM波下降沿到来时刻，“与”及“或”运算的电平为00、01、10，其中的0表示低电平，1表示高电平，则确定死区错误；

若出现死区错误，则输出一个带有下降沿的低电平保护信号，直接封锁PWM波，实现保护功率开关管。

本发明的有益效果是，基于CPLD检测PWM波死区错误并实施保护，实现了PWM波死区是否错误的可靠判断并给予保护，具有硬件成本低、实时性高、可靠性高的优点。

附图说明

图1是本发明基于CPLD检测PWM波死区错误并实施保护的方法流程示意图；

图2是本发明方法的时序原理图；

图3是本发明方法中的由CPLD编程实现的时序逻辑电路；

图4是模拟PWM波死区由有到全无的变化过程电路；

图5是本发明的死区检测并保护实施例1示意图；

图6是模拟PWM波死区由有到一边无的变化过程电路；

图7是本发明的死区检测并保护实施例2示意图；

另外，PWM_UP表示互补PWM波的上行波，

PWM_DOWN表示互补PWM波的下行波，

AND_IN表示互补PWM波经过与运算后作为时序电路的输入，

OR_IN表示互补PWM波经过或运算后作为时序电路的输入，

PWM_CLK表示互补PWM波作为时序电路的时钟信号输入，

OUT表示保护信号的输出，

OUT1表示互补PWM波的上行波下降沿到来时刻时序电路的输出信号，

OUT2表示互补PWM波的下行波下降沿到来时刻时序电路的输出信号，

AND表示互补PWM波的“与”运算，

OR表示互补PWM波的“或”运算。

具体实施方式

如图1，本发明基于CPLD检测PWM波死区错误并实施保护的方法，依次包括模拟PWM波、信号运算和时序逻辑判断三部分，

其中，模拟PWM波依赖于模拟PWM波故障电路实现，模拟PWM波故障电路指模拟两路互补带有死区的PWM_UP和PWM_DOWN波在死区正常和死区错误之间的变化，由控制系统的单片机或DSP编程实现；

信号运算依赖于信号运算电路，信号运算电路指把上述两路PWM_UP和PWM_DOWN波分别经过“与”及“或”运算后，供后续时序逻辑电路的输入；