DSP&CPLD实现的载波移相多电平PWM研究

"该文研究了基于DSP（数字信号处理器）和CPLD（复杂可编程逻辑器件）的载波移相多电平PWM（脉宽调制）在七电平逆变器中的实现方法。文章探讨了多电平逆变器的拓扑结构和控制策略，特别关注载波移相PWM技术，提出了一个有效的解决方案，利用DSP生成基本的SPWM信号，并通过CPLD进行相位延迟处理，以生成多个功率单元所需的控制信号。" 正文: 在电力电子领域，多电平逆变器由于其输出电压质量高、谐波含量低等优点，被广泛应用在中压大功率系统中。本文主要关注的是如何利用载波移相PWM技术控制多电平逆变器，特别是七电平逆变器的实现。载波移相PWM是一种常见的调制方式，它通过调整多个载波之间的相位差，以实现不同开关器件的精确控制，从而达到多电平电压输出的目的。 单元串联多电平变频器是实现这种功能的常见拓扑结构。如文中所述，七电平逆变器由多个H桥功率单元串联组成，每个单元的输出通过控制其内部开关器件的通断状态，叠加形成所需电平的电压输出。每个功率单元的控制信号需要精准同步，以确保电压的平稳过渡。 在控制策略上，文章提到，传统的载波移相PWM通常涉及多个经过相位偏移的载波与调制波的比较，但在数字化实现中，这种方法会变得更加复杂。为了简化这一过程，本文提出的方案是利用DSP生成一级功率单元的SPWM信号，然后通过CPLD来处理这些信号，产生适当的延迟，以生成后续功率单元的控制信号。这种方法既保证了控制信号的精度，又简化了硬件设计。 DSP在系统中扮演了核心控制器的角色，它能快速执行复杂的数学运算和逻辑控制，生成SPWM信号。CPLD则用于实现信号的实时处理和延迟，它可以灵活配置，适应不同的相位延迟需求，从而实现不同功率单元间的精确同步。 系统原理框图展示了这种设计的结构，DSP生成基本的PWM信号，CPLD接收到这些信号后，根据预设的相位差生成相应的延时信号，这些延时信号分别控制各个功率单元，以达到多电平电压的合成。 该研究提供了一种实用的基于DSP和CPLD的载波移相多电平PWM实现方法，它解决了多电平逆变器控制中的关键问题，尤其是在生成大量控制信号时的挑战。这种方法对于提升变频器的性能，降低系统谐波，提高电能质量具有重要意义。