基于DSP和FPGA的三电平逆变器快速控制方法

FPGA的功能如图4所示。这些功能在FPGA硬件平台上都可以通过简单的编程快速实现。尤其是FPGA编程具有很多的优势：工作可靠、编程简单、容易实现、工作频率高、程序运行时问短、占用资源少等。

3 仿真和实验验证

本研究在三电平变换器实验平台上进行了并网实验，装置的并网实验波形如图5所示，分别为并网实验的相电压波形和相电流波形，电压波形THD=2.449% ，电流波形THD=3.439% 。从图5中可以看出，三电平实验波形的THD较小，极大地改善了电网质量。同时采用“DSP+FPGA”结合的方法，提高了资源的利用率，可以节省更多的DSP资源来进行并网实验的控制。在本研究三电平逆变器实验系统中，控制系统中DSP板采用Texas Instruments 320I F2407最小系统板，作为并网实验的核心控制资源，FPGA板选用Xilinx Spartan 3E开发板做为辅助功能，以提高DSP的资源利用率。

同时，本研究通过Matlab软件仿真和实验结果对比来验证该控制策略的可行性以及准确性。驱动信号和线电压波形的仿真结果和实验结果如图6 图7所示。

通过对上述图6、图7中所示的驱动信号和线电压波形的仿真和实验结果做比较后，得到的实验结果和软件仿真是一致的，同时验证了该控制方法的正确性。图6中，波形采样点是n，b两相的驱动波形。图7中，波形中采样点分别是滤波前的线电压波形和滤波后的线电压波形。

4 结束语

本研究所实现的是DSP和FPGA的三电平变换器并网实验，实验中所采用的空间矢量控制方法简单易行，不但相应地最大化利用了软件资源，而且控制方法快速可靠。研究结果表明，这种控制方法适合于任意电平的控制，可节省大量资源，并可以实现更多功能。