多电平变流器的移相pwm控制专用集成电路的研究

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1、摘要近年来，多电平变流器在中高压大功率变频调速、PWM可逆整流、电力系统谐波与无功补偿、太阳能和风力发电等领域都获得了越来越广泛的应用，．有关多电平变流器的拓扑和控制方法及相关理论已经成为电力电子技术领域研究的热点。然而，有关多电平变流器PWM控制的专用集成电路的研究和发展相对比较滞后，与目前多电平变流器的各种拓扑结构、控制和应用的研究不相适应，在很大程度上阻碍了多电平变流技术的迅速发展。本文针对目前多电平变流器在国内外所面临的PWM控制专用集成电路的空白现状，研究开发一种基于CPLD的多电平变流器移相PWM专用集

2、成控制电路，对单元级联型多电平变流器及移相PWM集成控制系统，从工作原理、控制系统设计、计算机仿真和样机实验等多个方面进行较为系统、全面和深入的研究。本文根据单元级联型多电平变流器移相PWM控制的需要，着重研究一种数字存储式移相PWM控制波形生成电路的全数字化集成设计方案，主要涉及生成多路移相PWM脉冲的数据存储格式、模式配置方式和CPLD分时复用控制时序设计；通过CPLD及外围硬件电路设计，研究提高频率分辨率的方法和措施：研究多电平变频器分段同步调制PWM输出波形及各频段之间的平稳切换问题。本课题以C8051F系

3、列单片机和CPLD为控制核心，运用基于CPLD设计的移相PWM专用集成控制电路模块，研发了一种单元级联型中高压多电平变频器样机。通过大量的仿真和实验测试结果，证明了本系统方案的正确性和可行性。关键字：多电平变流器，数字存储，分时复用，移相PWM，频率分辨率TheresearchonthespecificintegratedcircuitofphaseshiftingPWMcontrolusedinmultilevelinverterLiuHaibo(ControlTheoryandControlEngineerin

4、g)DirectedbyProfessorZhangJiashengAbstract’Recently,multilevelinverterisusedmoreandmorewidelyinfieldssuch鹊high-voltage&lligh-powerfrequencycontrol，PWMinvertiblerectification,compensationofharmonicwave&reactivepowerinpowersystem，powergenerationbysolarpowerandwi

5、ndpoweretc．Thetopology,controlmethodandtheoryrelatedtomultilevelinverterhasbecomethehotpointintheresearchingfieldofpowerelectricaltechnology．However,theR&DofapplicationspecificintegratedcircuitofPWMcontrolinmultilevelinverterisrelativelylagged，whichfailstoadap

6、t谢ththeresearchonallkindsoftopology,controlandapplication．Thiscurrentstatehindersthedevelopmentofmultilevelinvertingtechnology．InviewoftheresearchingblankofapplicationspecificintegratedcircuitofPWMcontrolofmultilevelinverterintheworld，thethesisdevelopsakindofa

7、pplicationspecificintegratedcircuitofphaseshiftingPWMbasedonCPLD．Fromaspectofoperatingprinciple，controlsystemdesign,calculationsimulationaswellassamplemachineexperimentctc，thethesiscarriesoutsystematic，comprehensiveanddetailresearchontheunitcaScadingtypemultil

8、evelinverterandphaseshiftingPWMintegratedcontrolsystem．AccordingtotherequirementbythephaseshiftingPWMcontrolofunitcascadingtypemultilevelinverter,thethesisstressesonthewhole--digit