基于CPLD技术的MOSFET器件保护电路的设计方案

扰信号；SIG1_OUT-输出信号1;SIG2_OUT-输出信号2;ENVEOUT-控制信号；TEST1-10ms包络信号、输出信号包络和高电平检测信号的与；TEST2-高电平检测信号；TEST3-信号包络检测信号。SIG1_OUT、SIG2_OUT和ENVEOUT信号进入MOSFET功率管驱动芯片输入端，其输出是MOSFET的输入信号。

　　图7中三角形符号输出表示的是对输入信号增强驱动能力；矩形表示的是逻辑模块；其他图形标识的是输入输出和逻辑符号。逻辑图的五大功能模块介绍如下：

　　①分频模块：

　　该模块的功能是起到分频作用，保证每个模块在做延时的时候误差保持在要求的范围内，还能够保证占用系统资源很小。

　　②10ms包络模块：

　　该模块的功能是使输出信号的脉冲宽度不会大于10ms，根据时钟频率产生一个10ms的包络信号与信号包络模块的输出信号相与，就会得到一个10ms的包络，在没有信号输入的情况下，输出为低。

　　③根据信号产生包络模块：

　　该模块的功能是根据输入信号，输出一个与输入信号同相位的包络信号。没有信号输入的情况下，输出为低。

　　④连续高电平检测模块：

　　该模块的功能是检测输入信号是否是连续高电平，如果是连续高电平，使输出为一个脉宽很窄的信号，然后拉低，在没有信号输入的情况下，输出为低。

　　⑤200ms死区模块：

　　该模块的功能是产生一个200ms的死区，即输出有200ms的时间为低电平，该模块是根据信号的下降沿来出发的，当输入信号下降沿到来的时候，输出拉低，并保持200ms时间，200ms过后，输出置高。

　　4.试验验证

　　在功率MOSFET保护电路输入端分别输入正常信号、连续高电平、连续波信号和短周期的脉冲信号。在没有保护电路的情况下，若输入端输入这几种异常信号，发射机功率MOSFET电路必将烧毁。保护电路输出经光隔隔离并高低电平转换后驱动MOSFET工作。在试验室情况下，各种情况的正常、异常输入信号经CPLD保护电路后输出信号实测波形如图8~11所示。

　　第一路是原始输入激励信号，第二路是保护电路的输出信号，第三路是包络信号。

　　由图中可知，异常信号经CPLD保护电路逻辑处理后，输出满足系统要求并且使功率MOSFET可以接受的输入信号。

　　5.结论

　　本文提出了采用CPLD芯片解决大功率发射机激励信号异常或故障带来重大危害的方法。通过系统模拟测试以及实际拷机测试，验证了本设计的正确性和可行性。现已将此设计应用于某大功率发射机项目的保护电路中，最大限度减小了因激励信号异常和故障给发射机带来的危害。另外，本设计的硬件电路具有较强的通用性，只需稍加改变软件编程，就可以应用于其他电路的信号处理设计中。