级联型固态变压器控制技术：DSP与FPGA协同研究

"基于DSP/FPGA的级联型固态变压器控制研究" 这篇论文主要探讨了如何利用数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）来实现级联型固态变压器的高效控制。级联型固态变压器（Cascaded Solid-State Transformer, CSST）是构建能源互联网的关键组件，它具有灵活、高效和可控性优良的特点。然而，由于其结构复杂，对控制速度和PWM脉冲信号数量的需求较高，单个控制器难以胜任。 在论文中，作者提出了一种基于DSP和FPGA的协同控制器设计。DSP以其高速处理能力和精确计算性能，负责执行控制算法，确保系统运行的准确性和实时性。通过SPI（串行外围接口）通信总线，DSP将计算出的PWM调制信号数据传输到FPGA。 FPGA则发挥了其并行处理的优势，用于实现载波相移PWM调制技术。这种方法可以生成多个独立且同步的PWM脉冲，满足级联型固态变压器中多个开关器件的需求。此外，FPGA的丰富I/O端口可以提供足够的PWM脉冲输出，适应不同级联级数的变换。 实验在380V/2kW两级级联H桥固态变压器样机上进行，验证了这种协同控制器的可行性。结果显示，该控制器不仅能增加PWM脉冲的数量，还能自适应级联结构的变化，实现对整个系统的综合控制，从而证明了这种方法的有效性。 总结来说，这篇论文的核心知识点包括： 1. 级联型固态变压器在能源互联网中的重要地位及其对快速控制和多PWM信号的需求。 2. DSP的优势在于处理复杂的控制算法，提供实时的计算结果。 3. FPGA的并行处理能力，适合于生成大量同步的PWM脉冲信号。 4. SPI通信协议在DSP与FPGA之间的数据传输作用。 5. 载波相移PWM调制技术的运用，以及其在FPGA上的实现。 6. 协同控制器的设计思想，结合了DSP和FPGA的优点，以满足级联型固态变压器的控制需求。 7. 实验验证了协同控制器的有效性和可行性，为级联型固态变压器的控制提供了新的解决方案。 关键词：级联型固态变压器，DSP，FPGA，数字信号处理器，现场可编程门阵列，PWM调制，载波相移，SPI通信，能源互联网。