一種多開關(guān)結(jié)構(gòu)的固態(tài)功控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)

　　如果AD7874為12位,則SNR=70dB左右,在應(yīng)用中一般已經(jīng)足夠,字長(zhǎng)過長(zhǎng)并不是非常必要,因?yàn)檩斎肽M信號(hào)本身有一定的信噪比,A/D轉(zhuǎn)換器的量化噪聲比模擬信號(hào)的噪聲電平更低是沒有意義的。

　　2、開關(guān)量采集模塊。上位機(jī)下傳的控制信號(hào),由于存在各種干擾,使得開關(guān)量在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)抖動(dòng),另一方面,電路中經(jīng)過比較器得到的開關(guān)量(如STA _SSPC),由于主電路中的電流不穩(wěn)定,偶爾出現(xiàn)電流過沖,使得送到CPLD的開關(guān)量信號(hào)也會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng);這些都會(huì)導(dǎo)致SSPC經(jīng)常誤動(dòng)作,為此,需要設(shè)計(jì)一個(gè)專門的開關(guān)量去抖動(dòng)電路,降低SSPC誤動(dòng)作的概率。實(shí)際中采用的是延遲電路后級(jí)加上R-S觸發(fā)器,具體的工作原理如下所述:先將輸入信號(hào)先引至輸入端,經(jīng)過兩級(jí)的D觸發(fā)器延遲后,然后再通過RS觸發(fā)器作處理。

　3、整個(gè)數(shù)據(jù)分析過程包括以下幾部分:

　　(1) 當(dāng)電流在額定范圍內(nèi),SSPC正常工作;

　　(2) 電流大于額定電壓,小于額定電壓的800%時(shí),SSPC進(jìn)入反時(shí)限保護(hù);

　　(3) 當(dāng)電流大于額定電流的800%時(shí),SSPC立刻跳閘。

　　4、邏輯判斷模塊。邏輯判斷模塊將采集到的電流信號(hào)、接收到的控制命令和內(nèi)部狀態(tài),經(jīng)過邏輯判斷后,綜合得出電力MOSFET的導(dǎo)通/關(guān)斷指令,作為驅(qū)動(dòng)電路的輸入信號(hào)。程序流程如圖5所示。在對(duì)SSPC的控制中,最容易出現(xiàn)的問題就是誤動(dòng)作,為此,采用了較為復(fù)雜的控制邏輯,以此降低SSPC誤動(dòng)作的概率。SSPC的控制是通過“相鄰兩位、多條指令”兩個(gè)步驟來完成的,只有幾個(gè)條件同時(shí)滿足才能使SSPC動(dòng)作,缺一不可,這就大大降低了SSPC誤動(dòng)作的概率。

圖5 MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生流程圖

　　本文作者創(chuàng)新點(diǎn)

　　本文基于CPLD控制的直流固態(tài)功控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)。完成了SSPC外圍硬件電路設(shè)計(jì),包括主控芯片和A/D轉(zhuǎn)換芯片 MOSFET主電路及緩沖保護(hù)電路的連接,模擬量采集電路,開關(guān)量采集電路,電源電路等;完成了CPLD上可編程邏輯部分的VHDL實(shí)現(xiàn),包括A/D轉(zhuǎn)換器的控制,電流的分段保護(hù),SSPC動(dòng)作命令判斷邏輯的生成等。