FPGA控制的三相逆变微电网并联系统设计

“本文介绍了基于FPGA的微电网模拟系统设计，该系统由逆变主电路和FPGA控制电路构成，采用三相逆变器、AD采样、互感器反馈和闭环控制，软件利用Verilog HDL进行SPWM模块、并行通信模块的设计，并与TI的CC2640 A/D采集模块结合。最终，软硬件系统通过联合调试，达到预期效果。” 本文主要探讨了微电网模拟系统的设计，特别关注了如何利用可编程逻辑器件FPGA（Field-Programmable Gate Array）作为控制核心来实现两个三相逆变器的并联工作。微电网是一种分布式能源系统，能够独立于主电网运行，提供可靠的电力供应。在这样的背景下，设计了一个包含FPGA控制电路和逆变主电路的系统。 硬件设计部分，系统主要包括以下组件： 1. FPGA控制电路：负责输出六路PWM信号以控制逆变器的MOS管，实现逆变器的开关操作。 2. CC2640的AD采样电路：用于采集电流和电压数据，提供反馈信息。 3. 三相逆变驱动电路：接收PWM信号，驱动MOS管工作。 4. 互感器电路：监测电流和电压，确保系统的稳定运行。 5. 辅助电源电路、调压整流电路、滤波及缓冲电路：为整个系统提供稳定、干净的电源，降低噪声和波动。 软件设计部分，采用了Verilog HDL语言，利用FPGA的逻辑门、IP核和时钟资源构建SPWM模块，以及并行通信模块。同时，结合TI的CC2640芯片进行A/D采样和数据显示，实现了实时监控和控制。 在方案选择上，FPGA被选为控制器，因为它能提供并行处理能力，适合快速生成SPWM信号。SPWM模块选择了通过查表法在FPGA中生成，这种方法实现简单且抗干扰能力强。驱动模块则选择了专用驱动芯片IRS2186，以提高系统的集成度和保护功能。 系统经过软硬件联合调试，验证了设计的有效性，表明FPGA控制的三相逆变微电网模拟系统能实现预期的功能，具有良好的实际运行效果。这一设计不仅提供了灵活的控制策略，也为微电网的研究和应用提供了实用的技术参考。