FPGA实现的改进不对称规则采样PWM脉冲发生器

大功率逆变器尤其是大功率中频逆变器的开关频率低,采用传统的规则采样脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)方法,会引入较大的延时,增加系统控制的难度。为减少SPWM数字延时,提出一种改进的不对称规则采样PWM方法,可以减小数字PWM延时。以两级级联H桥逆变器为例,对不对称规则采样和改进不对称规则采样引入的延时进行了分析。介绍了基于DSP和现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的改进不对称规则采样PWM脉冲产生方法。最后以同一个400 Hz正弦信号为参考,同时生成了两种方法的PWM脉冲波形,得到了各波形基波分量与参考信号的相位差,实验结果验证了所提方法减小延时的有效性。

低开关频率下的不对称空间矢量脉宽调制

降低功率器件开关频率是减少大功率变换装置损耗的主要途径,但这样会造成脉宽调制(PWM)环节输出谐波增加、电流畸变率增大,影响系统控制性能。针对目前各类优化的PWM策略在低开关频率时存在的诸多问题,提出了将不对称规则采样与空间矢量PWM(SVPWM)相结合的不对称SVPWM(ASVPWM)算法,在开关频率低至500 Hz时,输出电流总谐波畸变率(THD)较采用SVPWM算法时有所降低,且算法简单、动稳态性能优越。Matlab仿真及DSP实验验证了该调制策略的有效性与可行性。

不对称规则采样法在UPS中的应用

介绍不对称规则采样法实现SPWM波形的算法原理,在UPS中设计采用该算法的基于TMS320LF2407型DSP的硬件电路和软件流程,给出实验波形,并验证该方案的可行性和有效性。

非对称和对称规则采样法在铁路客车逆变电源设计中的对比分析

对比分析了非对称规则采样法和对称规则采样法,通过对铁路客车逆变电源的仿真建模及试验验证表明,基于非对称规则采样法的设计能有效降低逆变电源输出电压的总谐波畸变率,提高电源的输出质量。

不对称规则采样CPS-PWM的基波近似模型及其频率特性

中压多电平换流器常采用模块化结构,可应用于交/直流配电网。配电网电压较低,换流器子模块数较少,因此常采用载波移相脉宽调制(CPS-PWM)提升等效开关频率。建立CPS-PWM模型是换流器系统级建模的基础之一。调制环节非线性,因此常分析其基波。现有CPS-PWM基波近似模型以桥臂等效开关频率为准,在不对称规则采样下模型延时偏低、误差较大。以子模块为基础,通过子模块输出叠加建立了零阶保持器(ZOH)经纯延时近似、不近似以及纯延时环节经Padé近似的3种形式CPS-PWM基波近似模型,更准确地反映了CPS-PWM的频率特性。仿真研究验证了理论分析的正确性。

基于TMS320LF2407非对称采样五电平脉冲实现

通过有效利用TMS320LF2407型DSP的硬件资源,实现了SPWM的非对称规则采样,并通过采用载波相移调制策略得到五电平脉冲输出波形。对采用平均对称规则采样和非对称规则采样两种方法所得结果进行了实验对比。实验结果表明,在正弦波调制的情况下,非对称规则采样同样具有计算简单,便于在线实时运算的优点,该采样法所形成的阶梯波比平均对称规则采样更逼近正弦,调制效果更接近自然采样,能更有效地减少谐波含量。

一种新型多电平载波脉宽调制方法研究

为减少传统多电平载波脉宽调制方法所需要的三角载波数目,以二极管钳位式三电平逆变器为例,研究了一种新型多电平载波脉宽调制方法,同时将其推广应用于NPC/H桥5电平逆变器。该新型多电平载波脉宽调制方法所需要的三角载波数目仅是传统多电平载波脉宽调制方法的一半,同时,该方法的三角载波和调制波全都位于零参考轴之上,更易于DSP编程实现,且可推广到更多电平。搭建NPC/H桥5电平实验平台,采用对称规则采样法对该方法进行实验验证,实验结果验证了该新型多电平载波脉宽调制方法在整个线性调制区内的正确性和可行性。

一种基于现场可编程门阵列的数字存储组合式脉宽调制方案

对脉宽调制(PWM)的一种非对称规则采样原理进行研究,给出了宜于在线运算的简便算法,并在此基础上提出了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的锁相同步型PWM调制器的数字化实现方法。该方法以FPGA及ROM作为可编程定时器,高开关频率基本固定,调制比与相位、频率可以分别独立控制,特别适用于PWM可逆整流器。由于整个系统是由一片FPGA来控制,节省了大量的模拟器件,简化了电路板的设计,提高了系统的灵活性、精确性和可靠性,而且利用FPGA的在线系统编程功能,使系统的升级换代十分方便。实验结果表明,该方法具有响应速度快、实时性强、可靠性高等特点。

锁相同步型脉宽调制器的一种数字化实现方法

讨论了ＰＷＭ的一种非对称规则采样原理，给出了宜于在线运算的简便算法。以此为基础，提出了以ＥＰＲＯＭ作可编程定时器，并带有锁相同步功能的ＰＷＭ调制器的数字化实现方法。高开关频率基本固定，调制比与相位、频率可以独立控制，特别适用于双向ＡＣ／ＤＣ变换器。实验结果证实了该方案的快速响应特性。

基于SPWM的采样法优化

论述了SPWM控制原理及目前广泛应用的几种采样方法,对比分析了这几种采样方法的优缺点。提出了基于比例计算进行采样的不对称优化规则采样法,使脉冲宽度较传统采样方法更接近于自然采样。基于不对称优化规则采样法,应用dsPIC30F3011控制三相ACIM进行试验验证。试验结果表明,采用此采样法控制电机,可靠性好,抗干扰能力强,电机运转更加平稳,有较大的应用价值。

一种数字存储组合式PWM调制方案

提出一种基于数字存储模式的PWM调制方案,讨论其非对称规则采样原理,给出宜于在线运算的简便算法。该方案采用了以EPROM为可编程定时器,并带有锁相同步功能的脉宽调制器的数字化实现方法。高开关频率基本固定,调制比与相位、频率可以独立控制,特别适用于PWM可逆整流器。

高压大功率三电平逆变器的SPWM数字化技术研究

数字化的正弦脉宽调制(digital sinusoidal pulse width modulation,SPWM),能够提高脉宽控制信号输出精度,缩短控制响应时间,增加系统安全稳定性。结合高压大功率中性点箝位(neutral point clamped,NPC)三电平逆变电路的特点,对其SPWM数字化过程中三角载波形成、正弦调制波发生、器件开关时间计算、开关状态组合配置以及脉宽信号故障诊断的数字化原理进行了研究。提出了简化的开关时间计算方法、完善的死区设置、通用的超调制原则以及故障信号高速闭锁的实现方法。最后利用DSP+FPGA+CPLD的新型结构实现了三电平逆变器的高性能数字化控制,仿真和试验结果证明了该文数字化构想的正确性和可行性。

级联H桥型静止同步补偿器触发脉冲的快速生成方法

详细分析基于对称规则采样和不对称规则采样的正弦脉宽调制(sine pulse width modulation,SPWM)脉冲生成方法的特点,并介绍一种应用在级联H桥型变流装置中的载波相移正弦脉宽调制(carrier phase-shifted sine pulse width modulation,CPS-SPWM)脉冲生成时序,在此基础上,提出一种基于不对称规则采样的CPS-SPWM脉冲的快速生成方法。分析研究基于该方法的级联H桥型变流装置输出电压的基波特性。理论分析、仿真和实验结果表明,该方法相对基于对称规则采样的CPS-SPWM脉冲生成方法,既没有增加采样频率,也没有增加计算工作量。同时,装置输出电压的基波分量不仅延时缩小1半,仅滞后调制波1/4个载波周期,而且幅值有所提高,波形的不对称性也有所改善。

基于TMS320F2812的多任务SPWM设计方法

介绍了一种基于多任务不对称规则采样的SPWM波形生成方法。利用高性能TMS320F2812型DSP中EVA事件管理器的周期中断和下溢中断产生脉宽调制波。在编制程序时根据各任务功能及其重要性设置不同的任务级别和不同的循环执行时间。将这种多中断、多任务SPWM编程设计方法应用在输出功率5kW的变频电源上,通过对电源输出电压的频谱分析可知,多中断不对称规则采样法实现的SPWM输出波形优于对称规则采样法。

模糊电流追踪型PWM技术

对并联APF系统中的电流追踪型PWM技术进行了分析并指出了它的不足之处。提出用模糊控制的思想来解决此问题 。

变频空调SPWM技术的研究

对变频空调中采用基于平均对称规则采样算法的SPWM技术进行系统全面分析,给出死区时间对基波输出频域的影响,并建立了定量计算的数学模型,提出了一种实用的死区补偿算法,并在 1台

基于FPGA的PWM数字化实现方法及其应用

对PWM的一种非对称规则采样原理进行研究,给出了在线运算的简便算法,并在此基础上提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的PWM变频调速的数字化调制方法。该方法以FPGA及ROM作为可编程定时器,高开关频率基本固定,调制比与相位、频率可以分别独立控制,特别适用于PWM可逆整流器。由于整个系统是由一片FPGA来控制,节省了大量的模拟器件,简化了电路板设计,提高了系统的灵活性、精确性和可靠性。而且利用FPGA的在系统编程功能,使系统的升级换代十分方便。实验结果表明,该方法具有响应速度快、实时性强、可靠性高等特点。