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逆變器電路

基于FPGA的逆變器控制芯片研究

逆變控制器的發(fā)展經(jīng)歷從分立元件的模擬電路到以專用微處理芯片（DSP/MCU）為核心的電路系統(tǒng)，并從數(shù)模混合電路過渡到純數(shù)字控制的歷程。但是，通用微處理芯片是為一般目的而設(shè)計(jì)，存在一定局限。為此，近幾年來逆變器專用控制芯片（ASIC）實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究越來越受到關(guān)注，已成為逆變控制器發(fā)展的新方向之一。本文利用一個(gè)成熟的單相電壓型PWM逆變器控制模型，圍繞逆變器專用控制芯片ASIC的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，依次對(duì)專用芯片的系統(tǒng)功能劃分，硬件算法，全系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及優(yōu)化，流水線操作和并行化，芯片運(yùn)行穩(wěn)定性等問題進(jìn)行了初步研究。首先引述了單相電壓型PWM逆變器連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間的數(shù)學(xué)模型，以及基于極點(diǎn)配置的單相電壓型PWM逆變器電流內(nèi)環(huán)電壓外環(huán)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，同時(shí)給出了仿真結(jié)果，仿真表明此系統(tǒng)具有很好的動(dòng)、靜態(tài)性能，并且具有自動(dòng)限流功能，提高了系統(tǒng)的可靠性。緊接著分析了FPGA器件的特征和結(jié)構(gòu)。在給出本芯片應(yīng)用目標(biāo)的基礎(chǔ)上，制定了FPGA目標(biāo)器件的選擇原則和芯片的技術(shù)規(guī)格，完成了器件選型及相關(guān)的開發(fā)環(huán)境和工具的選取。然后系統(tǒng)闡述了復(fù)雜FPGA設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法學(xué)，詳細(xì)介紹了基于FPGA的ASIC設(shè)計(jì)流程，概要介紹了僅使用QuartusII的開發(fā)流程，以及Modelsim、SynplifyPro、QuartusII結(jié)合使用的開發(fā)流程。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了芯片系統(tǒng)功能劃分，針對(duì)：DDS標(biāo)準(zhǔn)正弦波發(fā)生器，電壓電流雙環(huán)控制算法單元，硬件PI算法單元，SPWM產(chǎn)生器，三角波發(fā)生器，死區(qū)控制器，數(shù)據(jù)流/控制流模塊等逆變器控制硬件算法/控制單元，研究了它們的硬件算法，完成了模塊化設(shè)計(jì)。分析了全數(shù)字鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)和模型，以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于逆變器的，用比例積分方法替代傳統(tǒng)鎖相系統(tǒng)中的環(huán)路濾波，用相位累加器實(shí)現(xiàn)數(shù)控振蕩器（DCO）功能的高精度二階全數(shù)字鎖相環(huán)（DPLL）。分析了“流水線操作”等設(shè)計(jì)優(yōu)化問題，并針對(duì)逆變器控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)算法呈多層結(jié)構(gòu)，且層與層之間還有數(shù)據(jù)流聯(lián)系，其執(zhí)行順序和數(shù)據(jù)流的走向較為復(fù)雜，不利于直接采用流水線技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，提出一種全新的“分層多級(jí)流水線”設(shè)計(jì)技術(shù)，有效地解決了復(fù)雜控制系統(tǒng)的流水線優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。本文最后對(duì)芯片運(yùn)行穩(wěn)定性等問題進(jìn)行了初步研究。指出了設(shè)計(jì)中的“競(jìng)爭冒險(xiǎn)”和飽受困擾之苦的“亞穩(wěn)態(tài)”問題，分析了產(chǎn)生機(jī)理，并給出了常用的解決措施。

標(biāo)簽： FPGA 逆變器控制芯片

上傳時(shí)間： 2013-05-28

上傳用戶：ice_qi
基于ARMDSP架構(gòu)的太陽能光伏智能并網(wǎng)逆變器

隨著世界能源危機(jī)的到來，太陽能光伏發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中正在發(fā)揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網(wǎng)逆變器的性能還需要進(jìn)一步提高。為了迎合市場(chǎng)上對(duì)高品質(zhì)、高性能、智能化并網(wǎng)逆變器的需求，我們將ARM+DSP架構(gòu)作為并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強(qiáng)大功能，使并網(wǎng)逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學(xué)魯能實(shí)習(xí)基地“光伏并網(wǎng)逆變器項(xiàng)目”，目前已經(jīng)試制出樣機(jī)。本人主要負(fù)責(zé)并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)工作。本文主要研究內(nèi)容有： 1.本并網(wǎng)逆變器采用了內(nèi)高頻環(huán)逆變技術(shù)。文中詳細(xì)分析了這種逆變器的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 2.采用MATLAB/Simulink軟件對(duì)并網(wǎng)逆變器的控制算法進(jìn)行仿真，包括前級(jí)DC-DC變換的控制算法以及后級(jí)DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)算法的可行性，對(duì)DSP程序開發(fā)提供了很好的指導(dǎo)意義。 3.本文將ARM+DSP架構(gòu)作為逆變器的控制系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數(shù)據(jù)采集、硬件電流保護(hù)、電源、eCAN總線，SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網(wǎng)總線、LCD顯示、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、鍵盤等硬件電路。 4.本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了兩種最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法：功率擾動(dòng)觀察法或增量電導(dǎo)法；孤島檢測(cè)方法采用被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種檢測(cè)方式，被動(dòng)式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測(cè)相結(jié)合的方式，主動(dòng)式采用正反饋頻率偏移法；為了實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相，使用了軟件鎖相環(huán)控制技術(shù)。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 5.本文也給出了AD數(shù)據(jù)采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網(wǎng)、PWM輸出等程序流程圖，以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機(jī)控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機(jī)控制系統(tǒng)主程序流程圖。 6.最后對(duì)并網(wǎng)逆變器樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。結(jié)果顯示：該樣機(jī)基本上實(shí)現(xiàn)了本文提出的設(shè)計(jì)方案所應(yīng)完成的各項(xiàng)功能，樣機(jī)的性能比較理想。

標(biāo)簽： ARMDSP 架構(gòu) 太陽能光伏并網(wǎng)逆變器

上傳時(shí)間： 2013-07-10

上傳用戶：sz_hjbf
基于ARM和PEBB的單相橋式電壓逆變器研究

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，模塊化程度低、缺乏靈活性、設(shè)計(jì)復(fù)雜、標(biāo)準(zhǔn)化程度低等因素日益成為制約其發(fā)展的瓶頸。而電力電子結(jié)構(gòu)塊（PEBB）正是為解決以上問題而提出的方法。因此研究利用PEBB來組建功率變換器具有一定的優(yōu)勢(shì)和重要的意義。本文將電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域先進(jìn)的、成熟的集成相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用于電力電子系統(tǒng)集成中，對(duì)電力電子系統(tǒng)集成中的操作系統(tǒng)、分布式控制技術(shù)和通信技術(shù)進(jìn)行了研究。將電力電子系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)劃分，分為PEBB功率部分和通用控制部分。對(duì)于功率部分，采用分立元件設(shè)計(jì)了一個(gè)半橋PEBB，包括主電路、保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路、吸收電路和濾波電路等。在分析和對(duì)比了各種通信接口后選擇具有“即插即用”功能的通用串行接口（USB）做為PEBB的數(shù)字通信接口。對(duì)于通用控制部分，選用具有高性價(jià)比的ARM7芯片S3C44B0X做為核心處理單元，輔以相應(yīng)的外圍電路。采用USB主機(jī)控制芯片使其具有類似USB主機(jī)的功能，實(shí)現(xiàn)與PEBB的通信和方便“即插即用”的管理。在軟件設(shè)計(jì)上引入實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)UC/OS-Ⅱ，采用多任務(wù)系統(tǒng)的形式，滿足電力電子操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。然后，用兩個(gè)半橋PEBB和一個(gè)通用控制器組成了一個(gè)單相全橋電壓逆變器，分析和解決PEBB之間的同步等問題。最后給出并分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過上述工作，驗(yàn)證了PEBB對(duì)解決當(dāng)前電力電子技術(shù)系統(tǒng)集成問題的可行性，為后續(xù)研究打下基礎(chǔ)。

標(biāo)簽： PEBB ARM 單相橋式電壓

上傳時(shí)間： 2013-07-12

上傳用戶：weddps
風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的并網(wǎng)逆變器的研究

在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，并網(wǎng)逆變器是實(shí)現(xiàn)電能饋送給電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)。并網(wǎng)逆變器的性能的好壞直接影響整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。首先建立了并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型，分析了空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù) （SVPWM）。然后采用電

標(biāo)簽： 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) 并網(wǎng)逆變器

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：chens000
300W12V輸入正弦波逆變器

300W 12V輸入正弦波逆變器 300W 12V輸入正弦波逆變器

標(biāo)簽： 300W12V 輸入正弦波逆變器

上傳時(shí)間： 2013-06-01

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并網(wǎng)逆變器

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標(biāo)簽： 并網(wǎng)逆變器

上傳時(shí)間： 2013-04-24

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基于FPGA的PWM控制多重逆變器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

逆變器在自動(dòng)控制系統(tǒng)、電機(jī)交流調(diào)速、電力變換以及電力系統(tǒng)控制中都起著重要的作用；各系統(tǒng)對(duì)逆變器的性能需求也越來越高。PWM控制多重逆變器正是基于這些需求，實(shí)現(xiàn)可變頻、調(diào)壓、調(diào)相、低諧波、高穩(wěn)定性的解決方案。 PWM控制逆變器通過對(duì)每個(gè)脈沖寬度進(jìn)行控制，以達(dá)到控制輸出電壓和改善輸出波形的目的；多重逆變器則是把幾個(gè)矩形波逆變器的輸出組合起來起來形成階梯波，從而消除諧波；PWM控制多重逆變器綜合上述兩種技術(shù)的特點(diǎn)，非常適合于應(yīng)用在對(duì)諧波、電壓輸出及穩(wěn)定性要求比較高的場(chǎng)合。電力半導(dǎo)體技術(shù)和集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，使得多重逆變器的控制、實(shí)現(xiàn)成為可能。本文首先分析風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對(duì)逆變器的要求，從多重逆變器理論和PWM逆變器理論出發(fā)，提出同步式PWM控制電壓型串聯(lián)多重逆變器系統(tǒng)解決方案。本方案也可以應(yīng)用在逆變電源、交流電機(jī)調(diào)速及電力變換領(lǐng)域中。文中建立了一個(gè)多重逆變器的PWM控制算法模型。該算法可完成頻率、相位、幅值可調(diào)的多重逆變器的PWM控制，且能完成逆變器故障運(yùn)行下的保護(hù)與告警。并在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下對(duì)算法模型進(jìn)行仿真與分析。在比較了現(xiàn)有PWM發(fā)生解決方案的基礎(chǔ)上，本文提出了一個(gè)基于FPGA(可編程邏輯陣列)的多重逆變器PWM控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。并給出一個(gè)主要由FPGA、ADC/DAC、驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路、逆變器主回路及其他外圍電路構(gòu)成的多重逆變器系統(tǒng)解決方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可行，很好完成上述多重逆變器的PWM控制算法。

標(biāo)簽： FPGA PWM 控制多重

上傳時(shí)間： 2013-06-28

上傳用戶：wmwai1314
3KW光伏并網(wǎng)逆變器的軟件畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)論文

不錯(cuò)的畢業(yè)論文很詳細(xì)的介紹了光伏逆變器設(shè)計(jì)方法

標(biāo)簽： 3KW 光伏并網(wǎng) 逆變器軟件

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：nanshan
基于STM32的雙極性逆變器軟件

基于STM32的雙極性逆變器軟件，用于對(duì)逆變電源的研究，里面有雙極性SPWM數(shù)組的計(jì)算公式

標(biāo)簽： STM 32 雙極性逆變器

上傳時(shí)間： 2013-05-24

上傳用戶：lx9076
基于FPGA的逆變器的研制

現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件(FPGA)是一種新型集成電路，可以將眾多的控制功能模塊集成為一體，具有集成度高、實(shí)用性強(qiáng)、高性價(jià)比、便于開發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。單相全橋逆變器是逆變器的一種基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)它的研究可以為三相逆變器研究提供參考，因此對(duì)單相全橋逆變器的分析有著重要的意義。本文研制了一種基于FPGA的SPWM數(shù)字控制器，并將其應(yīng)用于單相逆變器進(jìn)行了試驗(yàn)研究。主要研究內(nèi)容包括：SPWM數(shù)字控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)以及逆變器硬件電路設(shè)計(jì)，并對(duì)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了深入分析，提出了相應(yīng)的解決方案和減小波形失真的措施。在硬件設(shè)計(jì)方面，首先對(duì)雙極性／單極性正弦脈寬調(diào)制技術(shù)進(jìn)行分析，選用適合高頻設(shè)計(jì)的雙極性調(diào)制。其次，詳細(xì)分析死區(qū)效應(yīng)，采用通過判斷輸出電壓電流之間的相位角預(yù)測(cè)橋臂電流極性方向，超前補(bǔ)償波形失真的方案。最后，采用電壓反饋實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)，對(duì)PWM進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。在控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方面，采用FPGA自上而下的設(shè)計(jì)方法，對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行了功能劃分，完成了DDS標(biāo)準(zhǔn)正弦波發(fā)生器、三角波發(fā)生器、SPWM產(chǎn)生器以及加入死區(qū)補(bǔ)償?shù)腜WM發(fā)生器、電流極性判斷(零點(diǎn)判斷模塊和延時(shí)模塊)和反饋等模塊的設(shè)計(jì)。針對(duì)仿真和實(shí)驗(yàn)中的毛刺現(xiàn)象，分析其產(chǎn)生機(jī)理，給出常用的解決措施，改進(jìn)了系統(tǒng)性能。

標(biāo)簽： FPGA 逆變器

上傳時(shí)間： 2013-07-06

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