三電平逆變器SVPWM控制的一種新方法
4 系統驅動脈沖產生
4.1 硬件設計
FPGA芯片內部為硬件并行執行模式,邏輯資源豐富,接口靈活性及執行速度優于DSP。由FPGA完成矩陣計算功能,可提高系統實時性;DS P芯片在數據采集與分析等功能上較FPGA有獨特優勢。故控制電路采用DSP與FPGA相結合的方法。將FPGA擴展為DSP的外設。通過16位數據總線與6位地址總線通信,如圖2所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/175860.htm
DSP在中斷服務程序中將數據發送至FPGA,FPGA經過計算后輸出加入死區的高、低電平至驅動電路,驅動功率器件。當主電路故障時,故障信號被送入FPGA,FPGA首先封鎖相應驅動脈沖,并向DSP發送故障中斷請求。
4.2 軟件流程
DSP程序流程及FPGA內部結構分別如圖3和圖4所示。DSP響應FPGA中斷請求后進入中斷服務函數。在中斷函數中首先向FPGA發送數據,然后計算下一次中斷所需數據,以降低程序延時,提高系統的實時性。
FPGA根據DSP發送的數據進行譯碼,計算矢量作用時間并轉換為加入死區的高、低電平輸出至驅動電路。當計數器發生周期匹配時向DSP
發出中斷請求信號。
5 實驗
采用DSP與FPGA建立實驗平臺,實驗參數為:DSP工作頻率為100 MHz;FPGA時鐘頻率為50 MHz;調制度m=0.8;單周期采樣數為128次;
死區時間為0.2μs。實驗波形如圖5所示。
U相橋臂驅動電壓UgVD1~ugVD4波形如圖5a所示,逆變器輸出線電流iline及電壓uline波形如圖5b所示。實驗結果表明:該方法能夠有效實現NPC三電平SVPWM控制。
6 結論
此處采用簡化算法實現了三電平SVPWM控制方法,避免了復雜的三角函數運算。利用FPGA豐富的邏輯資源和并行處理的優勢,節省了DSP
芯片資源,提高了控制實時性。對多電平SVPWM控制的設計具有一定的參考價值。
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