基于雙核DSP和FPGA的電力電子控制平臺(tái)開發(fā).pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力電子開關(guān)器件逐漸由傳統(tǒng)的硅器件轉(zhuǎn)向以碳化硅和氮化鎵為代表的寬禁帶器件。新一代寬禁帶器件具有優(yōu)異的開關(guān)特性，通常工作的開關(guān)頻率較高，這對(duì)電力電子控制平臺(tái)提出了更高的要求。其不僅要有較高的運(yùn)算速度和控制精度，還需要大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和高速通信，因此開發(fā)滿足新一代電力電子變換器控制需求的高性能電力電子控制平臺(tái)成為當(dāng)務(wù)之急。
　　本文基于以上需求完成了控制平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)，采用DSP+FPGA作為控制平臺(tái)的硬件

2、架構(gòu)。DSP采用TI公司專門為嵌入式控制設(shè)計(jì)的C2000系列的新成員F28M36，該芯片為DSP+ARM雙核架構(gòu)，其中DSP內(nèi)核能很好的完成AD采樣、復(fù)雜算法運(yùn)算和PWM控制等功能，而ARM內(nèi)核可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外通信和中斷管理。FPGA選用Altera公司的MAX10系列，上電瞬間即可工作，負(fù)責(zé)完成對(duì)實(shí)時(shí)性要求比較高的邏輯判斷，硬件短路保護(hù)和復(fù)雜時(shí)序控制等功能。本控制平臺(tái)采用先進(jìn)的EDA軟件Cadence設(shè)計(jì)，該軟件設(shè)計(jì)規(guī)則嚴(yán)謹(jǐn)、功能強(qiáng)大，其

3、電路軟件仿真工具能夠?qū)Ω咚僖蕴W(wǎng)、SPI、SSI等高速信號(hào)進(jìn)行信號(hào)完整性分析，保證高速信號(hào)可靠工作，縮短平臺(tái)開發(fā)周期。
　　本論文完成了控制平臺(tái)中DSP和ARM內(nèi)核以及FPGA的功能驗(yàn)證程序編寫，采用VC編寫了基于TCP/IP通訊的上位機(jī)程序，使得控制平臺(tái)可以與上位機(jī)監(jiān)控軟件實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，便于調(diào)試。
　　最后，本論文對(duì)所設(shè)計(jì)的通用電力電子控制平臺(tái)的各項(xiàng)功能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果表明控制平臺(tái)可以滿足當(dāng)前電力電子變換器對(duì)控制平