FPGA平臺實現(xiàn)最小開關(guān)損耗的SVPWM算法
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當(dāng)-π／3≤α≤π／3，零矢量，以為中心的30°區(qū)域的零矢量為，這樣三相橋臂就分別有著連續(xù)的60°的常開和常閉區(qū)域，三相橋臂的切換時間如表2所列，其中：Ta=Tx／2，Tb=Ty／2，Tc=(Tx+Ty)／2，Td=(T-(Tx+Ty))／2，Te=Td+Ta=(T-Ty)／2，Tf=Td+ Tb=(T-Tx)／2。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/191146.htm
這樣就可以使得負(fù)載功率因數(shù)角為0°的三相電流波形的峰值落在橋臂沒有開關(guān)動作的60°區(qū)域內(nèi)，從而達(dá)到減小開關(guān)電流的目的。
3 Simulink仿真結(jié)果
根據(jù)前文所述理論，搭建Simulink仿真模型，三相逆變器的負(fù)載電阻R=5 Ω，負(fù)載電感L=0．5 mH，當(dāng)逆變器的負(fù)載對稱平衡時，功率因子約為0．999，此時α近似為0°，直流電壓為690 V，調(diào)制比M=0．9，矢量空間被劃分為12個扇區(qū)。Simulink仿真模型算法模塊包括坐標(biāo)變換模塊、扇區(qū)判斷模塊、扇區(qū)時間選擇模塊、橋臂時間切換模塊。
仿真結(jié)束后逆變器輸出3相的電流波形見本刊網(wǎng)站www．mesnet．com．cn——編者注。三相之間電流相差120°，矢量空間被分為12個扇區(qū)，在以a相電流峰值為中心的60°區(qū)域中，調(diào)制波為1或0，即a相橋臂是沒有開關(guān)動作的(常開或常閉)。仿真結(jié)果驗證了前文的理論分析。
4 基于FPGA的實現(xiàn)及實驗仿真結(jié)果
選擇Altera CycloneⅡ系列EP2C8Q208為FPGA的硬件核心，實現(xiàn)環(huán)境是QuartusⅡ9．0，FPGA硬件描述語言采用Verilog HDL，仿真環(huán)境ModelSim PE 6．6b。如圖5所示，三相調(diào)制波形相位與Simulnk仿真一致，調(diào)制波毛刺部分為FPGA內(nèi)部邏輯延遲時間，小于FPGA所能識別的最小時間，對本系統(tǒng)的設(shè)計無影響。由圖中三相橋臂的上開關(guān)的控制信號可知，橋臂在一個開關(guān)周期內(nèi)有120°的區(qū)域是沒有開關(guān)動作的(60°常開，60°常閉)，因此系統(tǒng)的時序設(shè)計是正確可靠的，也驗證了上述理論以及Simulink仿真的正確性。
結(jié)論
本文實現(xiàn)了基于FPGA硬件平臺的最小開關(guān)損耗SVPWM算法。此算法相比于傳統(tǒng)SVPWM算法，在提高開關(guān)頻率的同時減少了開關(guān)損耗，可以根據(jù)實際負(fù)載的功率因子來判斷零矢量的選擇以及零矢量在扇區(qū)中的位置，控制橋臂開關(guān)的切換。FPGA硬件平臺的實現(xiàn)為今后實現(xiàn)更復(fù)雜的控制算法奠定了基礎(chǔ)，相比MCU／DSP，基于FPGA硬件實現(xiàn)的SVPWM有著更好的實時性能，其模塊化的設(shè)計也有著更好的靈活性，為進(jìn)一步升級控制性能提供了便利。
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