SPWM控制技術(shù)的SOPC實(shí)現(xiàn).pdf

1、PWM變換器具有功率因數(shù)高,可同時(shí)實(shí)現(xiàn)變壓、變頻及抑制諧波的特點(diǎn),因此以PWM控制為代表的數(shù)字化控制技術(shù)迅速發(fā)展,并在在電力電子技術(shù)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,使得電力電子技術(shù)產(chǎn)生了脫胎換骨的變化。目前電力電子設(shè)備設(shè)計(jì)中的研究的熱點(diǎn)是電力電子控制技術(shù)的高頻化和全數(shù)字化。使用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力電子器件的控制時(shí),控制器的性能決定了控制系統(tǒng)和整個(gè)系統(tǒng)的性能。目前應(yīng)用于數(shù)字化電力電子設(shè)備中的控制器,多用MCU/DSP和簡單的CPLD/FPGA為主要控制芯片,以

2、軟件實(shí)現(xiàn)離散域的算法及控制。
　　 PWM控制技術(shù)中,正弦PWM,即SPWM(Sine Pulse Wide Modulation),是最常用的PWM技術(shù)。這種PWM的脈沖寬度按正弦規(guī)律變化,因此能有效抑制低次諧波,使輸出的正弦波的諧波含量容易控制在規(guī)定的范圍內(nèi),而無需采用其他降低諧波含量的方法。
　　 SOPC技術(shù)是隨著可編程邏輯器件在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的成熟應(yīng)用發(fā)展起來的,相對于定制的處理器芯片的應(yīng)用,它具有更好的可裁

3、減性、可擴(kuò)充性和易于升級等特點(diǎn),使得控制系統(tǒng)的外圍電路更加簡單、體積和成本都相應(yīng)降低,其全數(shù)字化的控制方式使系統(tǒng)處理速度得到提高,為應(yīng)用帶來極大的靈活性和可靠性。因此,本文提出將其應(yīng)用于電力電子的控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)中,以滿足對實(shí)時(shí)性、高頻化等要求很高的應(yīng)用場合。
　　 NiosⅡ軟核處理器是ALTERA公司的一種基于SOPC的新的解決方案。本文首先分析了基于NiosⅡ SOPC嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)優(yōu)勢和特點(diǎn),并詳細(xì)講述了ALTERA公司

4、的SOPC的開發(fā)過程和方法,然后介紹了SPWM的基本原理和數(shù)學(xué)模型,最后討論了用ALTERA公司的FPGA實(shí)現(xiàn)高精度SPWM控制器的過程和方法,同時(shí)提出了基于NiosⅡ嵌入式處理器的SPWM的四種實(shí)現(xiàn)方式并說明了每種方式的優(yōu)勢。文中給出了PWM自定義外設(shè)設(shè)計(jì)部分的全部源程序,和其他三種實(shí)現(xiàn)方式的部分程序及設(shè)計(jì)硬件原理圖。同時(shí)用FPGA開發(fā)板進(jìn)行了一部分系統(tǒng)的仿真和實(shí)際結(jié)果的驗(yàn)證,證實(shí)了可編程邏輯器件高速處理的能力和可靠性高、靈活性好的特