FPGA控制的智能化節能設備
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3.3 幅度調節模塊
幅度調節模塊是控制正弦波的輸出幅度，從而控制SPWM的脈沖寬度，實現自降壓功能。這一功能是通過乘法器來實現的，具體實現方法是先乘上一個攜帶調制信號的數，范圍從 00H到3FFH，然后再除以3FFH即可。在本系統中，采用的是ALTERA公司已定義好的乘法器宏模塊。它具有高效率和高可靠性，而且是優化的模塊，有較快的反應時間，可以滿足系統的高效要求。通過外接的采樣電壓決定 Au_d，控制電壓的上升或降低；通過 555定時器的脈沖驅動AD，實現定時調壓。在本系統中，降壓幅度可精細到0.2V，所以不會產生突變。在此，電壓的調高主要用于供電的突然降低情況下的保護，保證路燈的照明。
3.4 死區控制
為了保護 IGBT，防止上下橋臂同時導通而燒毀器件，設計了死區模塊，它可根據實際需要設置死區時間，在本文中死區時間為 200 ns。死區發生器由死區計數器和一些組合邏輯組成，使同相的上下橋臂驅動信號錯開一個死區時間，以防止功率器件短路。圖 4所示的為放大后具有死區時間的局部波形。本文引用地址：http://www.104case.com/article/191958.htm
4 實驗結果
本系統選用的是 ALTERA公司的 Cyclone系列的 EP1C3T144C8芯片，操作系統為 Quartus II 6.0。但由于 Quartus II軟件自帶的波形仿真系統無法觀察內部信號波形以及正弦波和三角波的模擬顯示，所以采用第三方仿真軟件 ModelSim進行波形仿真，它可以直觀地看到各個內部節點處的波形，并且可以實現模擬信號輸出。完整的 SPWM仿真波形如圖 5所示。此仿真圖是在載波頻率為 5KHz情況下的采樣結果。將六路 SPWM波分別加至三相 IGBT逆變器上，經電感濾波后即可產生大功率的純正弦波來驅動路燈系統。
5 結束語
利用 FPGA的高速、高集成度、易于編程的特點并結合 DDS的高精度優點，設計了一個 SPWM控制器，使得用戶可以根據實際需要高速、高效地控制系統。本設計不僅可用于路燈的節能方面，稍加修改即可用于工廠電機的變頻節能控制，具有廣闊的應用前景。本文作者的創新點：以高速、高集成度的 FPGA芯片 EP1C3T144C8作為控制核心，結合 DDS和 SPWM技術實現大功率可調電源，滿足了路燈系統節能調壓和智能化的工作要求，適應了我國節能的發展方向。
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