随着电力电子技术不断地趋向高频化,实时仿真因其仿真速度快、精度高等特点正成为目前高频电力电子系统仿真的首要选择。传统的电力电子系统仿真工具一般是多PC或DSP的分布式实时仿真平台,限于该类仿真平台运算处理的串行性特点,其典型的仿真步长最优只能达到微秒量级,显然已经不能满足现在高频电力电子系统实时仿真的速度需求。而基于FPGA的实时仿真平台具有高度的并行处理能力,更加适用于对高频电力电子进行实时仿真,因此本文进行了基于FPGA的高频电力电子电路的实时仿真研究,主要完成的工作如下:研究基于FPGA的电力电子电路实时仿真的建模方法,本文在论述了各种开关器件建模方法以及电路解算方法的基础上,在器件建模上选用开关函数法建模,由于传统的开关函数法将IGBT模块完全理想化处理,没有考虑器件的导通电压和导通电阻,也没有对IGBT和二极管分别进行研究,同时在损耗计算方面也存在着不足,为此本文在传统开关函数的基础上对模型进行了改进,以提高器件模型的实用性;在电路解算上采用状态方程法,分析了典型电力电子电路的工作原理,建立了相应的状态方程模型,通过数值积分完成了仿真模型的离散化。由于开关频率不断地向高频化发展,开关器件的损耗问题变得尤为突出,尤其是开关损耗。本文重点研究了如何计算电力电子电路运行过程中器件产生的实时损耗问题,分析了各种开关损耗建模方法的优缺点以及适用性,针对实时仿真对高运算速度的要求问题,本文采用曲线拟合的方法来近似计算电力电子电路运行过程中IGBT功率模块产生的实时开关损耗。基于本文所述方法,以电压型桥式逆变电路为例进行了实验研究,在Quartus II中用Verilog HDL语言实现了程序设计,并搭建了其基于单片FPGA的实验环境。在仿真模型的FPGA程序实现中,介绍了64位浮点数加法和乘法的运算原理,完成了相应运算器的设计,也完成了FPGA程序的结构和时序设计。最后将模型在FPGA硬件平台上运行的结果和Plecs中的仿真结果进行对比,结果验证了本文所采用的开关器件建模方法、电路解算法以及开关损耗拟合算法在单片FPGA上实现实时仿真的可行性和合理性。