[发明专利]基于可编程器件的参数可调PWM控制器及PWM脉冲生成方法

说明书

本发明属于电力电子领域，公开了一种基于可编程器件的参数可调PWM控制器及PWM脉冲生成方法，包括人机界面、DSP以及可编程器件，人机界面用于输入PWM脉冲预设参数；DSP用于接收人机界面输入的PWM脉冲预设参数，并输出PWM脉冲参数；可编程器件用于接收DSP输出的PWM脉冲参数，并根据PWM脉冲参数生成PWM脉冲。通过人机界面进行多种参数输入调节，灵活性强，且参数变化时平滑切换，没有窄脉冲出现，保证了设备的安全平稳运行；填补了DSP芯片的局限性，可编程器件具有现场可编程的特点，可以通过硬件描述语言实现各种功能，同时可编程器件可同时并行处理多个任务，提高了控制系统的实时性和并行性。

技术领域

本发明属于电力电子领域，涉及一种基于可编程器件的参数可调PWM控制器及PWM脉冲生成方法。

背景技术

电力电子产品中，提高开关频率有利于实现电力电子产品的小型化和高功率密度，多电平电路的应用有利于解决功率开关耐压不足和高压大功率之间的矛盾，降低谐波含量，减小开关损耗，提高系统效率。驱动脉冲是直接作用在电力电子器件上的信号，对于多电平高频电力电子电路相应的就需要提高驱动脉冲的频率和增加驱动信号的路数，常用的以DSP作为控制芯片的做法遇到了一些困难，如DSP的专用PWM口数量有限，受中断周期的限制对于高频模拟信号的采样有困难，多模块系统中模块间PWM的同步性差，开关频率提高后中断周期时间不够用等等。

为了解决这些问题，目前可以通过借助可编程控制器件FPGA与DSP配合的控制方案解决问题，FPGA具有并行执行、灵活性强、硬件可编程、擅长时序控制的特点，在多个电力电子产品中都有应用。但在多个项目中每个项目的脉冲生成需求都不尽相同，目前每一个项目都需要开发一套适应于该项目的代码，EDA开发工作调试环节耗时长、难度大，且很多问题需要在项目长期运行中发现，导致开发效率低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中单独采用DSP芯片的缺点以及每个项目都需要针对开发适应于该项目的FPGA代码，灵活性差，进而导致了项目开发效率低的缺点，提供一种基于可编程器件的参数可调PWM控制器及PWM脉冲生成方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于可编程器件的参数可调PWM控制器，包括：

人机界面，用于输入PWM脉冲预设参数；

DSP，用于接收人机界面输入的PWM脉冲预设参数，并将PWM脉冲预设参数作为PWM脉冲参数并输出，或通过PWM脉冲预设参数和由闭环系统输入的反馈输入量得到PWM脉冲参数并输出；

以及可编程器件，用于接收DSP输出的PWM脉冲参数，并根据PWM脉冲参数生成PWM脉冲。

本发明基于可编程器件的参数可调PWM控制器进一步的改进在于：

所述可编程器件内部设置：

通讯接收模块，用于接收DSP输出的PWM脉冲参数并输出；

数据缓冲模块，用于接收通讯接收模块输出的PWM脉冲参数并缓存，接收静态移相控制模块输出的PWM脉冲，并在PWM脉冲的下降沿时刻输出PWM脉冲参数；

以及静态移相控制模块，用于接收数据缓冲模块输出的PWM脉冲参数，根据PWM脉冲参数生成PWM脉冲并输出。

所述PWM脉冲参数包括PWM脉冲频率、PWM脉冲相位和PWM脉冲占空比，所述静态移相控制模块包括：

周期计算模块，用于接收数据缓冲模块输出的PWM脉冲频率，根据PWM脉冲频率和基准时钟生成周期计数值并输出；

同步信号生成模块，用于接收数据缓冲模块输出的PWM脉冲相位，生成和PWM脉冲同相位的同步信号并输出；