一种基于FPGA的多电平变流器脉冲生成方法

2012-08-13 00:12:48来源: 电子设计工程 关键字:变流器  不对称规则采样  脉冲生成
   

如图所示,在tn时刻(n=1,…,10;Ts为一个采样周期,tk+1-tk=Ts)采样调制波us,根据不同的采样方法,依次生成SPWM触发脉冲Px1,Px4,分别对应触发VTx1和VTx4;VTx2,VTx3的触发脉冲Px2,Px3分别与Px1,Px4相反,实际应用中加死区延时。
    实际应用中,载波并不以具体波形存在,而代之以双向计数器。这里定义计数器Tx1和Tx4分别对应载波urx和urx-;另设Tx1CMP和Tx4CMP分别为Tx1和Tx4的比较寄存器

3 CPS-SPWM触发脉冲快速生成原理
    不对称规则采样方法是指在一个载波周期中的峰、谷各采样一次调制波,如图3所示。在t1时刻采样us,计算占空比并加载至T11CMP,在t2时刻T11开始增计数,当比较匹配时形成P11的下降沿;在t6时刻再次采样us,计算占空比并更新T11CMP,在T11上溢时刻开始减计数,当比较匹配时形成P11下一个脉冲的上升沿。

    ①t1,t2,t3,t4,t5时刻采样依次生成的SPWM触发脉冲为:P11↓(下降沿)和P14↑(上升沿),P21↓和P24↑,P31↓和P34↑,P41↓和P44↑,P51↓和P54↑;
    ②t6,t7,t8,t9,t10时刻采样依次生成的SPWM触发脉冲为:P14↓和P11↑,P24↓和P21↑,P34↓和P31↑,P44↓和P41↑,P54↓和P51↑。

4 触发脉冲快速生成的实现方法
    为充分发挥上述级联H桥变流器CPS-SPWM触发脉冲快速生成方法的优越性,采用规模大、集成度高、可靠性强、编程灵活的FPGA芯片EP2C20/EP2C5,来完成触发脉冲生成及其他包括分配、传输、驱动、逻辑综合与控制等功能。
    实际工程中,触发脉冲生成由两部分组成,即顶层触发监控模块、底层脉冲生成模块,两模块之间采用光纤通讯模式,具体阐述如下:
    (1)顶层触发监控模块  触发监控模块主要负责触发脉冲占空比、同步信号、控制命令、底层控制参数等信息的下发;采集处理底层控制系统的功率单元运行状态以及逻辑综合、故障处理等任务,控制结构原理如图5所示。

接收模块(1)的译码控制命令,判断命令类型;②同步信号的编码、下发;③接收底层控制系统上传的各功率单元运行状态信息,存储到RAM2相应存储单元中并传输到故障处理模块;接收故障模块向底层控制系统发出的故障处理命令。
    (2)底层脉冲生成模块  底层脉冲生成模块除负责脉冲生成、驱动控制任务外,还担负着整个功率单元的通信和故障处理任务。该模块主要由脉冲生成单元、通信单元及IPM驱动接口电路等几部分组成。脉冲形成单元负责CPS-SPWM触发脉冲的生成任务。脉冲生成的原理在前文中已经作了详细的介绍,这里将重点介绍各功率单元的底层控制系统脉冲生成的过程,如图6所示。


6 结论
    理论分析和实验结果表明:此处所述基于不对称规则采样法的CPS-SPWM脉冲生成方法,相对基于对称规则采样法的CPS-SPWM脉冲生成方法,既没有增加采样频率,也没有增加计算工作量,具有较快的生成速度。此外,由于采用了基于FPGA的CPS-SPWM脉冲生成的实现方法,为上述CPS-SPWM脉冲的快速生成提供了重要保障。

关键字:变流器  不对称规则采样  脉冲生成

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2012/0813/article_3098.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:基于FPGA的数字温度测量仪设计与实现
下一篇:NI基于FPGA的控制系统为智能电网电力电子系统带来革新

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利
推荐阅读
全部
变流器
不对称规则采样
脉冲生成

小广播

独家专题更多

东芝在线展会——芯科技智社会创未来
东芝在线展会——芯科技智社会创未来
2017东芝PCIM在线展会
2017东芝PCIM在线展会
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
汇总了TI汽车信息娱乐系统方案、优质音频解决方案、汽车娱乐系统和仪表盘参考设计相关的文档、视频等资源

夏宇闻老师专栏

你问我答FPGA设计

北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2017 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved