基于DSP+FPGA的多电平逆变器数字控制技术研究

发布时间：2024-03-03 19:48

　　大容量中频400Hz逆变器在航空航海领域有着重要的应用价值,由于其输出电压低,输出电流大,传统逆变器拓扑结构不能满足设计要求;DSP片上资源有限,三相多路驱动脉冲的生成需要DSP结合I/O资源更为丰富的现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)加以实现;低开关频率下传统SPWM方法的数字控制延时对系统性能影响很大,需对其进行改进。本文针对大容量中频逆变电路数字控制技术中上述三方面问题进行了研究。首先对比多电平逆变器的几种传统拓扑结构的优缺点,以级联H桥型(Cascaded H-bridge,CHB)拓扑结构作为研究对象,分析了载波移幅调制策略与载波移相调制策略的工作原理,对两种调制策略的输出波形与谐波特性在三相七电平CHB的SIMULINK仿真模型上做出分析验证。在仿真工作基础上,研究了级联H桥型多电平逆变电路驱动脉冲生成方法,采用DSP结合FPGA实现。选用TI公司TMS320F28335型DSP与Altera公司EP3C5E144C8N型FPGA,搭建了DSP+FPGA实验平台,研究了DSP与FPGA通过外部接口XINTF(Extern...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 多电平逆变器PWM数字控制技术研究现状
    1.3 本文的主要工作及创新点
第二章 多电平逆变器拓扑结构与调制策略研究
    2.1 传统多电平逆变器的拓扑结构
        2.1.1 二极管箝位型
        2.1.2 电容悬浮型
        2.1.3 级联H桥型
    2.2 级联H桥型逆变器的SPWM调制策略仿真研究
        2.2.1 载波移相PWM调制策略及仿真研究
        2.2.2 载波移幅PWM调制策略及仿真研究
    2.3 本章小结
第三章 基于DSP+FPGA的多电平逆变器驱动脉冲发生电路
    3.1 驱动脉冲发生器总体结构设计
    3.2 DSP程序设计
        3.2.1 DSP与FPGA并行通信原理研究
        3.2.2 DSP主程序设计
    3.3 FPGA程序设计
        3.3.1 地址译码单元
        3.3.2 数据寄存单元
        3.3.3 PLL单元
        3.3.4 载波计数单元
        3.3.5 数值比较单元
        3.3.6 死区生成单元
    3.4 实验结果
        3.4.1 载波移幅PWM调制策略实验结果
        3.4.2 载波移相PWM调制策略实验结果
    3.5 本章小结
第四章 基于DSP+FPGA的数字SPWM采样方法与实现
    4.1 逆变器的数字SPWM采样方法
        4.1.1 传统采样方法的原理及延时分析
        4.1.2 多次采样立即更新方法原理及延时分析
    4.2 基于DSP+FPGA的SPWM方法数字化实现
        4.2.1 规则采样法的数字实现
        4.2.2 多次采样立即更新方法的数字实现
        4.2.3 数字SPWM方法的比较
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文主要内容总结
    5.2 今后研究目标
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
附录
致谢



本文编号：3918299