FPGA构成3/3相双绕组感应发电机励磁控制系统

作者：时间：2012-11-06 来源：网络收藏

如图3所示，将A/D转换器的控制信号映射为DSP的三个外部端口：A0、ADCS(和ADRD使用一个端口)和CONVST。在FPGA中使用逻辑译码器对端口译码。利用AHDL语言编写的译码程序如下：

TABLE

A[23..12]，IS，RW=>A0，ADCS，CONVST，PWM1，PWM2，PWM3，PWM，PRO，CLEAR;

H″810″，0，0=> 0，1，1，1，1，1，1，1，1;

H″811″，0，1=> 1，0，1，1，1，1，1，1，1;

H″812″，0，0=> 1，1，0，1，1，1，1，1，1;

H″813″，0，1=> 1，1，1，0，1，1，1，1，1;

H″814″，0，0=> 1，1，1，1，0，1，1，1，1;

H″815″，0，0=> 1，1，1，1，1，0，1，1，1;

H″816″，0，0=> 1，1，1，1，1，1，0，1，1;

H″817″，0，1=> 1，1，1，1，1，1，1，0，1;

H″817″，0，0=> 1，1，1，1，1，1，1，1，0;

END TABLE

其中，0表示低电平，1表示高电平。RW=1表示读，RW=0表示写。

DSP对这三个端口进行操作就可以控制A/D转换器：写CONVST端口可以启动A/D转换器;读ADCS端口可以从A/D转换器中读到数据;写数据到A0端口可以设置不同的通道。使用上述方法可以实现DSP和A/D转换器之间的无缝快速连接。

4 使用FPGA实现PWM脉冲的产生和死区的注入

FPGA除了管理DSP和外设的接口外，还完成PWM脉冲的产生和死区的注入。使用参考文献[1]介绍的方法，将PWM芯片和死区发生器集成在FPGA中，就可以使DSP专注于复杂算法的实现，而将PWM处理交给FPGA系统，使系统运行于准并行处理状态。

5 使用FPGA实现系统保护

为了保护发电机和IGBT功率器件，励磁控制系统提供了多种保护功能：变流器直流侧过压保护;变流器交流电流过流保护;变流器过温保护;发电机输出过压保护;IPM错误保护。使用如图4所示的硬件逻辑来实现保护功能。当FPGA检测到相应的故障信号时，D触发器输出一个错误信号，使与门输出一个低电平，此低电平封锁住所有的PWM脉冲，并触发一个DSP的外部中断信号。当DSP响应外部中断时，可以使用PRO端口读到错误的状态位。CLEAR端口用来清除D触发器，系统因此可以重复启动。