http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛第30卷第1期同济大学学报Vol30N012002年1月jOLrRNALOFTONG3IUNⅣ既SrJan2092现场可编程门阵列在逆变器控制系统中的应用胡兵，陶生桂，毛明平(同济大学沪西拉区电气工程系。上海200331)摘要：介绍了现场可编程门阵列(FPGA)器件的内部结构特点及其在三点式逆变器控制电路上的应用，缩出了该设计的仿真渡形，最后分析了使用FPGA的优点关键词：现场可编裎门列阵；甚高速集成电路硬件描述语言；逆变器控制中国分类号：TM92151文献标识码：A文章编号：0253—374X(2002)01—0097—04ApplicationofFieldProgrammableGateArrayinInverter——controllingSystemHUBin，TAOSheng—gui，MAOl~／ling—ping(p㈣t[LofEtectric~dEngineering，TongjiUttiverA~W【Campus，Shanghal200331，Chino)Abstract：ThispaperintroducestheapplicationandimplementationmethodofFPC-A(fieldprogrammablegatearray)deviceininverter—controllingsystem，takingtree—levelinverterforexample，givesthesimulation~-avesthedesign．andfinallyanalysesthemeritofFPGA—basedstrategy．Key,,~rds：fiddpr~legatearray；veryhigh唰integrateddrcuithardwaredescriptionIar】gLlage；invmcontro]随着国民经济的发展，逆变器的应用越来越广泛，其发展的动力主要来自两个方面：一是器件的更新换代从GTO，GTR，MOSFET，IGBT到IPM，每次有新的器件问世，都使控制电路简化，性能提高二是电路的改进从单脉i中到PWM控制，且随着三点式PWM调制技术的出现使电机电流的谐波分量减少，电机转矩的脉动分量减少，电机的效率提高，调速性能变好t在从事逆变器的研制中发现，对于大功率逆变器，因为装置的尺寸、体积较大，且考虑到结构和散热的条件，主控板上产生的PWM信号需要经过较长的距离才能送到驱动模块中．为保证PWM信号传输的准确性和可靠性，必须解决以下几个问题：首先是抗干扰问题，变频器工作时，模块的开关动作会产生高频干扰信号；其次是保证PWM信号的前、后铪质量，减少模块开关动作的过渡过程；最后是减少布线电感，尽可能缩短PWM信号传输距离，避免过多的内部连接．而在故障信号的检测、显示以及直流侧和交流侧电压、电流的检测、显示部分，只需要一些简单的芯片(如74LS373，74LS245，[I)4083，CD4Ol1等)就可实现其功能，但所需芯片数量较多为此，在从事三点式大功率逆变器的研制中，以微处理器8Ocl96Kc为核心，配合FPGA器件对IPM模块触发脉冲的分配与传送、各种故障信号的检测、显示以及直流侧和交流侧电压、电流的显示等部分进行了研究与仿真，实现了交流变频调速系统的全数字化设计，克服了以往在板级设计中因使用中小规模数字电路所带来的繁琐和不可靠等特点，并且具有现场设计、现场编程、现场配置、现场修改以及现场验证等优点，因而大大提高了控制电路的设计灵活性和脉1中触发的可靠性1FPGA内部结构特点及其设计语言VHDLXilinx公司推出的FPGA是一种可以编程的专用集成芯片，它主要由三部分组成：可编程逻辑收稿日期：2棚1—03—27作者筒卉：胡兵n邮1一)．男．胡北襄樊凡．砸士生http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛同济大学学报第30卷(CLB)，主要包括多路选择器、D触发器及组台逻辑电路，用来实现逻辑功能；可编程输人输出功能(1OB)，主要进行输入、输出转换，实现输入输出功能；可编程互连资源(PI)，用来实现内部各块的互连由于具有功能强、速度高、灵话性大和设计周期短等特点，FPGA在交流变频调速系统中得到了日益广泛的应用在FPGA的设计中，可使用VHDL语言、．ABEL语言、原理图．本设计采用＼rHDL语言，它是硬件描述语言中比较常用的一种，非常类似于其它的流行语言(如c和PAS