基于FPGA的SPWM信号实时生成及死区补偿

为解决高准确度可编程电源波形发生过程中的失真问题,提出了一种基于FPGA的正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)信号实时生成及波形失真补偿方法。该方法采用直接数字频率合成技术(Direct Digital Synthesizer,DDS)产生正弦波和三角波,正弦波作为调制波,三角波作为载波。生成等幅且占空比大小符合正弦关系的SPWM信号,并且利用反馈信号实时调整和优化SPWM信号。针对可编程电源波形失真原因进行分析,提出一种基于脉冲修正的死区补偿方法,该方法无须检测当前相位,与其他方法相比减少了A-D转换装置及其他控制流程部分。实验证明该方法可以得到较好的稳定输出波形。     

三相逆变器统一PWM实现方法研究

在3相逆变器中获得普遍应用的脉宽调制方式是正弦波脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)。根据SVPWM和载波PWM的内在关系,将SPWM、各种连续和不连续SVPWM方法统一于一个显性调制函数表达式中,从而提出了基于载波的统一PWM方法。所建立的统一PWM调制函数既简单又直观,是进行PWM逆变器仿真分析的有效工具,特别是在此基础上提出了一种统一PWM快速算法。该算法直接利用三相参考电压瞬时值计算PWM信号的开关状态切换时间,不需进行坐标变换、三角函数运算、扇区判断和有效矢量作用时间的计算,更易于SPWM和各种SVPWM方法的数字化实现。最后,对各种PWM方法的电压谐波特性进行了对比分析。仿真和实验结果证明了统一PWM实现方法的正确有效性。     

三相逆变器统—PWM实现方法研究

在3相逆变器中获得普遍应用的脉宽调制方式是正弦波脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM).根据SVPWM和载波PWM的内在关系,将SPWM、各种连续和不连续SVPWM方法统一于一个显性调制函数表达式中,从而提出了基于载波的统一PWM方法.所建立的统一PWM调制函数既简单又直观,是进行PWM逆变器仿真分析的有效工具,特别是在此基础上提出了一种统一PWM快速算法.该算法直接利用三相参考电压瞬时值计算PWM信号的开关状态切换时间,不需进行坐标变换、三角函数运算、扇区判断和有效矢量作用时间的计算, 更易于SPWM和各种SVPWM方法的数字化实现.最后,对各种PWM方法的电压谐波特性进行了对比分析.仿真和实验结果证明了统一PWM实现方法的正确有效性.     

基于dsPIC30F2010的无刷直流电动机正弦波驱动系统设计

针对具有霍尔位置传感器的无刷直流电动机,以dsPIC30F2010为核心控制单元,给出了一种正弦波驱动无刷直流电动机的新方法。根据三相Hall位置信号所包含的位置和速度信息,获得正弦调制波的周期和幅值,并利用不对称规则采样法生成六路SPWM信号。仿真和实验结果显示该方法能够在低成本的前提下,实现正弦波驱动无刷直流电动机平稳运行。     

基于TMS320F2812的数字化三相变频电源的研制

介绍了基于DSP TMS320F2812的三相正弦波变频电源系统,详细的分析以及设计了主回路、控制回路的软件和硬件部分,并且对控制策略、电源系统控制的三种工作模式进行了探讨,讨论了利用TMS320F2812产生频率和幅值可按需要改变的SPWM波的程序设计策略和算法,扩展TMS320F2812的随机存储器,通过SPLC501液晶显示器实时显示线电压、线电流的有效值以及正弦波的频率。实验效果良好,满足了变频电源系统设计的各项要求。     

准Z源光伏并网逆变器新型PWM调制策略

准Z源逆变器同一组逆变桥臂上下功率管可同时开通,此时,其工作于直通状态,这是传统电压型逆变器不允许的工作状态,准Z源逆变器就是利用该直通来实现其升压功能,为不影响正弦脉宽调制(SPWM)输出电流,都是将直通状态插入在传统SPWM零状态中,故其调制方式与一般逆变系统不同。当前数字SPWM波产生通常利用自然采样法原理,采用数字或模拟方法产生三角波和正弦波,再使用比较器对产生的三角波和正弦波进行比较得到SPWM波。此种方式实现简单但耗费太多硬件资源且不能快速及时响应系统动态变化。在此提出一种变采样周期的新型数字SPWM实现方式。实验结果表明,此种调制方式在节约硬件资源的同时能快速及时的响应系统动态变化,改善逆变器并网电流的波形质量,提高系统的逆变效率。     

一种新的基于FPGA的多路SPWM波形发生器

多电平技术的发展,要求高性能的多路SPWM控制器.有学者提出用DSP和FPGA联合产生多路SPWM的方法,但其过分地依赖DSP,并且整个系统复杂,工作效率低.针对这一情况,提出一种完全由FPGA产生多路SPWM波形的方法,并在Altera的FPGA中得以实现.通过对存储在FPGA中的正弦波数据和三角波数据的比较,产生24路SPWM波形,通过改变时钟频率,来实时调节SPWM波形的输出频率,利用内部分频器,方便调节死区时间和载波频率.该发生器可独立工作,也可和DSP等上位机协同工作,还可作为IP核嵌入到其他系统中.设计中采用优化的思想,既节省了芯片的资源,又提高了芯片的效率.实验与仿真证明,该控制器简单、高效,易于实现,方便产生任意个数的SPWM波形.     

正弦波逆变器脉宽调制技术的调制模型分析

高频脉宽调制（PWM）正弦波逆变器的应用越来越广泛,对其调制模型的定量分析对系统参数设计和方案优化有重要帮助。通过双重傅里叶变换得到了正弦波逆变器3种主要PWM方法的调制模型,提出了一种新型单极性正弦波PMW（SPWM）方法,并给出了其调制模型。通过对各种调制方法的分析和比较,确定了在不同场合下的最佳调制策略:对于单相全桥逆变器,倍频式SPWM和单极性SPWM为最佳;对于组合型三相逆变器,新型单极性SPWM为最佳。仿真和实验验证表明了理论分析的正确性。     

基于CPLD的单相逆变电源设计

复杂可编程逻辑器件(CPLD)以其运算速度快、编程方便等优点得到了广泛的应用.但由于其运算能力有限,因而提出了一种基于CPLD的模数混合设计方法.逻辑部分及SPWM的产生由CPLD来完成,PI调节及反馈部分由模拟电路来设计,并构造出一个实验系统.实验结果证明,该方法具有驱动速度快、电路简单的特点.     

故障诊断专家系统高速模糊推理的CPLD实现

根据传统模糊推理的原理.提出了一种利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现故障诊断专家系统高速模糊推理的模块化设计方法.该方法根据ROM存储器函数变换原理,在同一ROM内实现多种数据和多种类型的模糊变换与运算,利用CPLD器件实现模糊推理过程的协调与控制;将CPLD实现的推理控制与协调机构根据通用性划分为多个子模块,利用通用模块组装的形式搭建整个推理过程.从而将传统的软件模糊推理过程用模块化的硬件实现.实验证实,该方法实现的模.糊推理过程设计简单.推理速度也明显高于传统的软件推理,特别适用于基于单片机、数字信号处理器(DSP)等小规模CPU所实现的专家系统模糊推理.     

SPWM数字化自然采样法的理论及应用研究

该文提出一种基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)、由全数字化方法实现自然采样法的SPWM(正弦脉宽调制)新方案。该方案同时具有数字电路稳定可靠便于集成、微处理器可以重复编程、以及自然采样法响应快精度高等优点。对正弦调制信号us(t)的数字化处理，会引起SPWM输出脉冲宽度的误差。当us(t)斜率为正时输出负脉冲变宽；us(t)的斜率为负时输出正脉冲变宽：这相当于在输出基波上附加了一个齐次谐波分量。SPWM数字化自然采样法存在脉冲竞争现象。研究表明最大误差脉冲宽度和竞争脉冲宽度均与模数转换的采样周期和调制深度成正比，与载波比成反比；竞争脉冲的个数由us(t)的斜率决定。给出了消除竞争脉冲的方法。在一台4kVA单相SPWM电压型并联四重化逆变器上取得了满意的实验结果。     

SPWM电源供电下低速大扭矩永磁同步电动机设计研究

从低速大扭矩驱动系统最佳组合的角度出发 ,对SPWM电源供电下永磁同步电动机(PMSM )的设计问题进行了研究。提出了消除PMSM低频转矩脉动的关键是使其内电势波形正弦化。通过对影响内电势波形主要因素的分析和优化 ,给出了具体的设计方法。介绍了对试验样机所进行的实验和分析结果。     

基于DSP生成正弦脉冲宽度调制在逆变电源中的研究

提出了一种在数字信号处理器TMS320F2812上生成正弦脉冲宽度调制（SPWM）波的方法,为实现逆变电源的全数字控制提供了有效途径。对SPWM波形生成原理和软件设计方法进行了分析,提出了相应的方案,并且对其进行了实验验证。实验结果可以满足实际需要,在逆变电源中得到广泛的应用。     

一种基于C8051单片机的SPWM波形实现方案

文章详细介绍了通过C8051单片机的可编程计数器阵列PCA来实现输出频率可变的正弦脉宽调制(SPWM)控制波形的原理和方法,并对SPWM脉冲序列中的最小脉冲处理问题进行了分析。实验结果证实了该方法的准确性和可靠性。     

二极管钳位型级联多电平逆变器新型SPWM研究

针对目前级联型多电平逆变器正弦脉冲宽度调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)数字化实现问题,分析常规载波调制SPWM算法的工作原理,提出了一种基于脉冲编码与轮换的多电平SPWM调制策略。通过对正弦调制波的提取变换,进行单载波"量化"调制,并采用脉冲编码与轮换控制技术,对"量化"后的信号进行脉冲编码和脉冲轮换,均衡各逆变单元的输出电压与输出功率,以及单元内部电容电压。仿真结果表明,与同相层叠载波SPWM调制策略相比,该调制具有更好的控制效果和更小的计算量;另外,控制算法的消耗资源对比分析表明,所提的控制算法较常规的SPWM算法更节省硬件资源。     

汽车空调蒸发风机逆变器的研制

该逆变器基于正弦波脉宽调制(SPWM)技术，主电路采用三相双极性逆变桥式电路，控制电路采用数字集成电路，编出的数据表并存储于EPROM中，用这些数据来控制每对逆变管的导通与截止，实现将汽车内的直流电压变换为电压、频率可调的三相正弦交流电压，带动三相交流异步电动机。电路简单、实用、造价低，保证三相位的对称性，形成较好的三相正弦波。     

正弦脉宽调制波通用谐波计算与分析方法

针对采样型正弦脉宽调制(SPWM)技术中几种传统实现方法各有优缺点的问题,特别是在谐波含量这一重要指标上的比较,提出了一种谐波通用计算与分析方法,可作为SPWM新技术研究的辅助工具。基于MATLAB数值计算和傅里叶级数,以不对称规则采样法SPWM波的生成及其谐波计算为例,详细分析了脉宽调制(PWM)波的各次谐波和总谐波系数(THD)的计算过程。通过该方法计算对称规则采样法与不对称规则采样法SPWM波的THD值,比较结果验证了该方法的可行性。同时通过以占空比为30%的方波的谐波计算,证明了该方法的通用性。     

SPWM数字化自然采样法的理论及脉冲误差分析

根据SPWM数字化自然采样法的基本原理,借助图解分析方法,研究了三种误差源对SPWM输出脉冲误差的影响,得出脉冲误差宽度的解析表达式。等效的脉冲误差由采样周期T1、模数转换器位数n1和三角载波计数器计数周期T0三者共同作用而产生的。T1是产生脉冲误差的主要误差源。n1和T0对SPWM输出脉冲误差的影响可以忽略。分析结果表明,减小脉冲误差的主要途径是缩短T1和增大载波比B。基于FPGA的SPWM数字化自然采样法具有原理简单,实现容易,响应快精度高等优点。SPWM数字化自然采样法克服了微处理器实现的SPWM波形很难同时应用于高调制频率和高精度的多电平逆变器中的缺点。     

基于DSP2812的双频率SPWM波的设计

以高性能数字信号处理芯片TMS320F2812为核心,设计生成了基于对称规则采样算法的SPWM波形,通过DSP的TOP2812开发板上的两个按键来产生两个不同频率的SPWM波。首先分析了对称规则采样法原理,接着设计了基于TMS320F2812芯片的软件设计流程,并简单设计了一个滤波器来测量SPWM波的频率,最后在示波器上分别显示了SPWM波、死区时间波形以及通过滤波器后的正弦波。实验结果表明,通过开发板上的按键可以很好地控制双频率SPWM波的产生。     

新型数字正弦脉宽调制控制器的设计研究

针对正弦脉宽调制在具体实现中存在的问题与不足,提出一种基于EPROM的新型全数字正弦脉宽调制方式,介绍该方式的原理及优点,并设计出具体的硬件实现电路和控制软件.