基于FPGA的三相PWM发生器设计与VHDL实现

本文主要探讨了基于FPGA的三相PWM发生器的实现方法，发表于2006年的论文中。作者邓清秀和文小玲在武汉化工学院电气信息学院，利用VHDL语言在FPGA中设计了一种高效的三相PWM发生器。该发生器主要包括PWM信号产生和IGBT IPM模块故障保护两个核心部分，其设计特点是灵活性高、易于扩展和通用性，适合多种逆变器应用场景。 PWM信号的生成是逆变器的重要组成部分，它决定了输出电压的质量。设计者利用高速微处理器（如TMS320VC33）提供的信息，并结合IGBT IPM模块的故障检测信号，生成满足三相两电平逆变器需求的PWM波形。通过增加特定的脉宽寄存器和缓冲寄存器，此设计可以适应三相三电平逆变器甚至更多电平的系统。 文章提到市场上的主流FPGA/CPLD芯片如LATTICE、XILINX和ALTERA提供了丰富的选择，作者选择了ALTERA公司的产品和MAX+PLUS II软件进行开发。在VHDL编程中，设计者精细地控制了FPGA内部的各个模块，通过一个16位的控制寄存器来管理，其中低6位具有明确的功能，如计数使能、比较使能和PWM输出控制等。 图1展示了FPGA内部的详细设计结构，清晰地展示了各部分的连接和工作流程。该设计的成功通过MAX+PLUS II软件的仿真得到了验证，证明了其在实际应用中的可行性和有效性。这篇论文提供了一种实用且可扩展的三相PWM发生器设计，对于从事电力电子领域的工程师具有重要的参考价值。