以FPGA為基礎的交流馬達空間向量脈寬調變IC之研製

Abstract

本文提出一個新的電路實現方式於空間向量脈寬調變技術。利用可程式邏輯閘陣列去 完成空間向量脈寬調變技術。在脈寬調變技術裡，採取了空間向量脈寬調變技術，與 正弦脈寬調變技術相比較，擁有較低的諧波失真、較少的切換數目與較高的電壓利用 率等優點。此空間向量脈寬調變控制IC運用可程式邏輯閘陣列（FPGA）的技術來製作 。選擇SRAM為基礎之FPGA來完成。使用SRAM為基礎的FPGA有下列之優點：不必修改週 邊之硬體電路，即可進行電路修改和可重複配置（增加一些額外之功能）等等。此 SVPWM馬達控制IC亦可以搭配著兩顆類比至數位轉換器，完成一電流迴路架構。在此 文裡，SVPWM馬達控制IC搭配著一顆高性能之數位訊號處理器，可以去達到高性能之 交流伺服系統控制。此控制IC輸出頻率為94mHz至1.5kHZ，並且擁有可程式延遲時間 （Dead-time）補償器，可以運用在各式的架構應用。此控制IC的切換頻率亦為可調 整，所以便可以針對不同的需求而有所改變，在此將其範圍設為381Hz至48.83kHZ。 利用此控制IC，只要輸入振幅大小和輸出頻率，便可以獲得SVPWM波形。在此文裡， 亦利用DSP去模擬此8位元之SVPWM馬達控制IC架構。藉此先驗證所提之電路架構之可 行性, 並且就其實驗結果加以分析比對。模擬和實驗證空間向量脈寬調變寬調變馬達 控制IC之可行性。