基于双核DSP和FPGA的电力电子控制平台开发

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:yangjunshisb
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随着电力电子技术的不断进步,电力电子开关器件逐渐由传统的硅器件转向以碳化硅和氮化镓为代表的宽禁带器件。新一代宽禁带器件具有优异的开关特性,通常工作的开关频率较高,这对电力电子控制平台提出了更高的要求。其不仅要有较高的运算速度和控制精度,还需要大容量的数据存储和高速通信,因此开发满足新一代电力电子变换器控制需求的高性能电力电子控制平台成为当务之急。本文基于以上需求完成了控制平台的硬件设计,采用DSP+FPGA作为控制平台的硬件架构。DSP采用TI公司专门为嵌入式控制设计的C2000系列的新成员F28M36,该芯片为DSP+ARM双核架构,其中DSP内核能很好的完成AD采样、复杂算法运算和PWM控制等功能,而ARM内核可以实现对外通信和中断管理。FPGA选用Altera公司的MAX10系列,上电瞬间即可工作,负责完成对实时性要求比较高的逻辑判断,硬件短路保护和复杂时序控制等功能。本控制平台采用先进的EDA软件Cadence设计,该软件设计规则严谨、功能强大,其电路软件仿真工具能够对高速以太网、SPI、SSI等高速信号进行信号完整性分析,保证高速信号可靠工作,缩短平台开发周期。本论文完成了控制平台中DSP和ARM内核以及FPGA的功能验证程序编写,采用VC编写了基于TCP/IP通讯的上位机程序,使得控制平台可以与上位机监控软件实时数据交换,便于调试。最后,本论文对所设计的通用电力电子控制平台的各项功能进行了实验验证,试验结果表明控制平台可以满足当前电力电子变换器对控制平台的要求,工作可靠。
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