4 觸發脈沖快速生成的實現方法

為充分發揮上述級聯H橋變流器CPS-SPWM觸發脈沖快速生成方法的優越性，采用規模大、集成度高、可靠性強、編程靈活的FPGA芯片EP2C20／EP2C5，來完成觸發脈沖生成及其他包括分配、傳輸、驅動、邏輯綜合與控制等功能。

實際工程中，觸發脈沖生成由兩部分組成，即頂層觸發監控模塊、底層脈沖生成模塊，兩模塊之間采用光纖通訊模式，具體闡述如下：
(1)頂層觸發監控模塊 觸發監控模塊主要負責觸發脈沖占空比、同步信號、控制命令、底層控制參數等信息的下發；采集處理底層控制系統的功率單元運行狀態以及邏輯綜合、故障處理等任務，控制結構原理如圖5所示。

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通信模塊(2)是整個觸發監控系統中的關鍵性環節，主要承擔的任務有：①接收模塊(1)的譯碼控制命令，判斷命令類型；②同步信號的編碼、下發；③接收底層控制系統上傳的各功率單元運行狀態信息，存儲到RAM2相應存儲單元中并傳輸到故障處理模塊；接收故障模塊向底層控制系統發出的故障處理命令。

(2)底層脈沖生成模塊 底層脈沖生成模塊除負責脈沖生成、驅動控制任務外，還擔負著整個功率單元的通信和故障處理任務。該模塊主要由脈沖生成單元、通信單元及IPM驅動接口電路等幾部分組成。脈沖形成單元負責CPS-SPWM觸發脈沖的生成任務。脈沖生成的原理在前文中已經作了詳細的介紹，這里將重點介紹各功率單元的底層控制系統脈沖生成的過程，如圖6所示。

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脈沖形成單元主要由載波形成模塊和比較模塊兩大部分組成：載波形成模塊用來形成三角載波。比較模塊的主要任務是生成IGBT觸發脈沖。即將存放在Tx1CMP／Tx4CMP中的占空比數據與Tx1／TX4中的載波數據進行比較，輸出PWM觸發脈沖。需要說明的是，Tx1CMP／Tx4CMP中的數據在對Tx1／Tx4進行清零或重載的同時，進行數據更新(重載)。

5 實驗

實驗模型參照圖1，直流側電壓Udc=90 V，載波頻率1／Tc=1．28 kHz，采樣周期Ts=78．125μs。脈沖傳輸采用編碼方式，傳輸延時Ttr≈5μs。實驗波形如圖7所示。

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圖7a，b分別為基于對稱和不對稱規則采樣法的輸出電壓u及調制波us的波形?？梢?，基于對稱規則采樣法的u滯后us約5 ms；而基于不對稱規則采樣法的u滯后us約3 ms，具有較快的生成速度。

6 結論

理論分析和實驗結果表明：此處所述基于不對稱規則采樣法的CPS-SPWM脈沖生成方法，相對基于對稱規則采樣法的CPS-SPWM脈沖生成方法，既沒有增加采樣頻率，也沒有增加計算工作量，具有較快的生成速度。此外，由于采用了基于FPGA的CPS-SPWM脈沖生成的實現方法，為上述CPS-SPWM脈沖的快速生成提供了重要保障。