FPGA全数字触发器设计提升晶闸管电路性能

本文主要探讨了基于FPGA的全数字触发器的设计，针对的是西安工程大学学报发表的一篇论文。该研究旨在解决传统晶闸管触发电路存在的问题，尤其是模拟触发器易受干扰和程序不稳定的问题。FPGA（现场可编程门阵列）被选为实现全数字触发器的平台，这是因为FPGA技术具有灵活性、高性能和抗干扰性强的特点。 论文首先介绍了传统的晶闸管触发电路，如KC、KJ系列触发器，它们主要依赖模拟组件，存在元件参数分散、零点漂移等问题，导致触发脉冲对称性难以保证，抗干扰能力和触发脉冲的精度都不尽如人意。相比之下，FPGA作为一种可编程逻辑器件，能提供更为精确和稳定的触发脉冲，同时避免了MCU设计中的软硬件复杂性，增强了系统的可靠性和稳定性。 文章的核心部分详细阐述了基于Altera公司的高性能FPGA芯片EP1C6TQ144E8的设计过程。使用Quartus II开发软件，作者采用了VHDL编程语言进行底层设计，同时结合原理图连接的方式，使得触发器设计更为直观且资源利用率高。这样设计的全数字触发器能够在占用较少资源的前提下，实现输出脉冲对称性良好、响应快速、精度高和易于调试的特性。 三相全控桥的触发原理在文中也有所介绍，图1展示了其电路结构，包括六个可控硅元件，全控桥的触发控制是通过数字信号精确控制每个可控硅的导通和截止时间，从而实现电力变换。使用FPGA设计的触发器在大功率和高可靠性应用场景中具有显著优势，因为它能够提供更稳定的触发信号，减少因干扰导致的故障风险。 这篇文章深入探讨了如何利用FPGA技术改进晶闸管触发电路，以提高其性能和可靠性，这对于现代化电力电子设备的设计和优化具有重要的实际意义。