文档介绍：电路与程序设计
1、DC-AC主回路与器件选择
由此系统知MOSFET管漏源两端的最大电压为60V,直流母线上的最大电流为3A。故我们选用N沟道功率MOSFET管IRF540,它具有开关速度快、导通电阻小、栅极电容小和无二次击穿等显著特点。其耐压100V,漏极最大电流28A,,栅极电容为1700PF,充分满足题目要求。另外选用IR2110作为全桥驱动芯片,它具有自举浮动电源,最大驱动电流2A,驱动电压10-20V,能驱动的最大直流母线电压为500V,最大工作频率500KHz,具有电源欠压保护关断逻辑和低压延时封锁功能。VD1、VD2采用肖特基二极管,加快充放电速度,并采用RC缓冲吸收回路对MOSFET管进行保护,逆变器主回路电路图如图所示。
2、FPGA输出光耦隔离驱动电路
为了隔离FPGA控制电路与DC-AC主电路,保护FPGA,我们采用了快速光耦6N137的隔离驱动电路,在输出三极管上,我们对电平进行了抬升,以使其输出驱动电平与IR2110的供电电源匹配。电路图如图所示。
3、高输入电压差分放大器
为了获取逆变输出的电压波形,我们搭建了一个高输入电压差分放大器,将逆变后的双端浮动信号变成单端对地的信号,同时也对逆变的电压进行了衰减,以便后级的信号处理。电路如图所示。
4、上升沿硬件捕获电路
在实现相位跟踪的时候,我们采用了上升沿跟踪技术,电路如下图所示。参考信号Uref过零点,我们产生一个清零脉冲,对DDS的正弦波地址发生器的地址计数器清零,这种方法在纯阻性负载的时候取得了较好的效果,但是在容性或感性负载时,存在一个固定的相位差,需要另加测量相位差的程序去调节地址计数器的起始地址。当然,上升沿捕获电路我们也可以用FPGA实现。
5、FPGA控制部分示意图
其RTL级原理图如图所示: