SPWM控制技術的SOPC實現(xiàn).pdf

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

2、軟件實現(xiàn)離散域的算法及控制。
　　 PWM控制技術中,正弦PWM,即SPWM(Sine Pulse Wide Modulation),是最常用的PWM技術。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技術是隨著可編程邏輯器件在嵌入式系統(tǒng)設計中的成熟應用發(fā)展起來的,相對于定制的處理器芯片的應用,它具有更好的可裁

3、減性、可擴充性和易于升級等特點,使得控制系統(tǒng)的外圍電路更加簡單、體積和成本都相應降低,其全數(shù)字化的控制方式使系統(tǒng)處理速度得到提高,為應用帶來極大的靈活性和可靠性。因此,本文提出將其應用于電力電子的控制技術的實現(xiàn)中,以滿足對實時性、高頻化等要求很高的應用場合。
　　 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,并詳細講述了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)學模型,最后討論了用ALTERA公司的FPGA實現(xiàn)高精度SPWM控制器的過程和方法,同時提出了基于NiosⅡ嵌入式處理器的SPWM的四種實現(xiàn)方式并說明了每種方式的優(yōu)勢。文中給出了PWM自定義外設設計部分的全部源程序,和其他三種實現(xiàn)方式的部分程序及設計硬件原理圖。同時用FPGA開發(fā)板進行了一部分系統(tǒng)的仿真和實際結(jié)果的驗證,證實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