基于FPGA的抗干擾晶閘管數(shù)字觸發(fā)器設(shè)計.pdf

1、隨著電力電子變流技術(shù)的不斷發(fā)展,電氣設(shè)備對高質(zhì)量的電源的需求不斷增多,應(yīng)用模擬電路控制電源的研究和應(yīng)用已經(jīng)發(fā)展多年,但是它仍然存在許多不足。集成電路和數(shù)字控制技術(shù)的完美集合與迅猛發(fā)展,帶動電力電子控制領(lǐng)域向更高頻率、更低損耗的方向發(fā)展?，F(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)是近年來出現(xiàn)的高集成電路,具有經(jīng)濟、高速度、低功耗、便于開發(fā)和升級等顯著優(yōu)點。并以其速度更快、集成度更高、通用性更強等優(yōu)勢,從單片機和DSP等集成電路中脫穎而出,成為目前電

2、力電子控制領(lǐng)域中研究與應(yīng)用的熱點。
　　在托卡馬克電源系統(tǒng)中使用的可控直流電源大部分是晶閘管相控整流電源,而晶閘管的觸發(fā)形成單元是晶閘管相控整流系統(tǒng)的重要部分。FPGA控制器實現(xiàn)晶閘管觸發(fā)器的數(shù)字化,與傳統(tǒng)的晶閘管觸發(fā)控制器相比有脈沖對稱度好、抗干擾能力強精度高、穩(wěn)定性好等許多優(yōu)點。
　　本文首先系統(tǒng)的分析了晶閘管在整流電路中的作用和觸發(fā)器的各種性能要求,并對常見的觸發(fā)器優(yōu)點和缺點進行了分析和對比,確定了基于FPGA移相觸發(fā)

3、器設(shè)計方案。這種方案在FPGA邏輯芯片內(nèi)部資源允許的前提下,在外圍電路很少的情況下就能實現(xiàn)高性能的控制,簡化了設(shè)計,提高了整流系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文采用FPGA EP2C8Q器件對移相觸發(fā)器的大部分功能進行了研究,形成了移相觸發(fā)器的核心控制電路,主要實現(xiàn)鎖相、分頻、脈沖發(fā)生和相位控制等功能。同時完成了移相觸發(fā)器的外圍電路,包括相位基準(zhǔn)電路、緩沖放大器和軟啟動/停止電路、失相保護檢查電路、FPGA控制核心、門脈沖放大器和脈沖變壓器。在上述工作