系统可编程逻辑器件在电力电子控制技术中的应用
​李扬 齐智文

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​李扬 齐智文,. 系统可编程逻辑器件在电力电子控制技术中的应用[J]. 电路系统研究,2022.8. DOI:10.12721/ccn.2022.157189.
摘要:
伴随着我国电力电子技术迅速发展,电力电子控制技术不断向着高效化和智能化方向所发展。在电力电子控制技术的信号处理领域内,可编程逻辑器件得到了普及运用。可编程逻辑器件有着迅速处理能力的优点。因此,本文在总结可编程逻辑器件特点的基础上,详细分析了在电力电子控制技术当中,可编程逻辑器件的广泛应用。
关键词: 可编程逻辑器件;电力电子控制技术;应用
DOI:10.12721/ccn.2022.157189
基金资助:

在当前工业电子技术当中,电力电子技术主要运用到处理功率、电能转化等趋势。在电力电子系统当中,电力电子开关控制是基本控制功能[1]。不仅如此,电力电子控制系统内,含存在控制算法的实现和系统变量调整方面的研究。电力电子控制技术的发展也逐渐从传统模拟控制技术逐渐发展程现有数字控制技术。电力电子控制系统存在比较比较强的实时性[2]。利用数字控制技术来选取控制器要求比较高。电力电子控制系统在性能方面决定控制器性能。可编程逻辑器件有着较高的集成性、高效性等特征,其在电力电子控制系统内得到普及运用,其能够更好对电力电子控制系统对控制器基本需求进行满足。

1可编程逻辑器件的特点分析

在现代工业电子技术当中,可编程逻辑器件得到了普及和运用。它有着高效性、低价位等优点。可编程逻辑器件能够在处理信息领域内广泛被运用。在发展过程当中,可编程逻辑器件技术有着下面几个方面的特点,分别为:可编程逻辑器件存在较高的集成度[3]。不仅如此,它还有着线路重新配置、系统编程等功能。这种技术特点能够让可编程逻辑器件开发存在比较小的周期。在设计方面也非常的简单易懂。在投资方面有着较小的风险性。可编程逻辑器件利用嵌入式存储技术,在可编程逻辑器件内嵌入一些存储器。这些存储器含有ROM类型。处理存储信号的时候,结果有着比较强的存储能力。同时,可编程逻辑器件有着倍频技术和时钟锁定技术。这样能够更好对延长始终脉冲问题进行解决,进一步提升内部时钟高效率,充分满足信号处理给实时高速性和高带宽的基本需求。在可编程逻辑器件当中,电子设计的自动化特点,能够更好确保用户在仿真和输入上的便捷性和快速性。运用的电子设计自动化范围也更广。由于可编程逻辑器件有着这些优势,进而可编程逻辑器件的应用范围逐渐变大。在电力电子控制技术当中,

科学运用可编程逻辑器件,能够更好对信息实时性处理需求进行满足。在速度方面能够和硬连接控制方法一样的快。除此之外,可编程逻辑器件存在比较小的体积和较高集成性等特征是硬连线所没有的。对电力电子控制当中的控制电路而言,可编程逻辑器件往往优于硬连线控制方法。在电力电子控制技术应用设计过程当中,可编程逻辑器件的设计更加的灵活,对信息有着比较强的处理能力。它在电力电子控制技术当中广泛运用能够进一步提升电力电子控制应用的控制速度和精确度。

2可编程逻辑控件在电力电子控制技术当中的应用

现阶段,从结构方面,可编程逻辑器件主要含有复杂的可编程逻辑器件(CPLD)、可编程门阵列器件(FPGA)。复杂可编程逻辑器件有着比较强的逻辑功能,并且在可编程门阵列器件有着非常高的寄存功能。复杂可编程逻辑器件能够预测时间延长。它通过逻辑块来看成是基本单元组成,在实现系统功能上能够更好被应用。复杂可编程逻辑器件存在比较快的速度和较高的功能损耗。复杂可编程逻辑器件结构特点将会有助于延长计算输出和输入。在复杂可编程逻辑器件当中,非常大的逻辑块不需要占据更多内部资源就能够实现具体功能。这是复杂可编程逻辑器件最大特点。可编程门阵列器件能够运用到通信设备比较繁琐的通路,并且也应用到工业控制数据采集系统内。可编程门阵列器件利用的结构是分布式。在器件芯片当中,微型逻辑单元分布比较多,布线较为繁琐,并且延长预测起来非常困难。因此,在可编程门阵列器件设计过程中,不但要在逻辑方面来设计,还需要增加延长上的设计。

在设计方面,CPLD 、FPGA的编程方法存在较大的差异。CPLD运用在FLASH存储器编程内较多。当系统断电的状况下,编程信息不会出现丢失问题。 FPGA编程是通过SRAM作为前提,在系统出现断电状况下容易丢失编程信息。每一次系统从断电开始恢复启动的过程中,都要从外部存储器将编程信息重新导入进SRAM内,其存在比较差安全性和可靠性,应用起来不便利。我们在实际设计方案当中,需要按照实际状况来选取器件,从器件自身功能和特点来选择性的应用。

可编程逻辑控件PLD设计环境需要存在硬件和软件编辑器。在设计的时候,利用软件来对有关设计功能进行实现。这样就避免出现一些设计细节的问题。利用软件来实现设计中容易和重复发生的工作。设计人员仅仅能够专注器件选取和电路设计工作方面就可。这样在设计过程当中将会进一步提升工作效率。在可编程逻辑控件软件设计方面存在比较多的种类,对软件功能设计和描述方面还不尽相同。但是,最终设计都是通过JEDEC标准文件格式进行生成。

在设计可编程逻辑器件的时候,主要含有四个过程,分别含有设计数据信息输入过程、设计准备过程、设计处理过程以及器件编译过程。同时,还存在三个设计验证过程。设计验证是检验设计是不是合格的重要环节。它主要含有前仿真、后仿真以及器件测试。在设计分析可编程逻辑器件的过程中,设计输入是利用软件将电路设计进行有效表达,原理图输入方式是直接表达方式,利用软件将元器件库构成了原理图的文件。原理图输入方法应用到系统对时间特性要求存在比较高的条件下。硬件描述语言利用文本方法来实行描述设计,其存在比较强的逻辑描述。它在仿真方面优越性比较显现,同时在输入上也能够收到较高的效率。

在设计处理的时候,首先需要检验语法,接着将错误信息进行整理,进一步实行规则性检验,检验设计是否符合相关规定。如果发生问题就需要及时进行改正。逻辑优化保证设计的时候,进一步降低了占用的资源,整体将各模块化设计合并为一个网表文件,实行平面化层次设计。分割和适配是将设计分割为许多个适配逻辑小块,进而更好的方便映射进器件的宏单元内。当设计不能通过整体形式被安装到器件内,我们需要将整个设计分割为多块,接着装入类型相同的器件内。设计校验利用时序仿真和功能仿真来检验系统模块。器件编程要在编程算法和变成时序等环境下实施。当完成器件编程后能够利用编译文件来对器件实行有关加密。

3结论

总而言之,电力电子技术的发展逐渐向着智能化和自动化方向所发展。在电力电子控制技术当中,可编程逻辑器件在信息处理和高频处理方面发挥着重要作用。它在电力电子控制系统当中有着非常大的应用价值和研究意义。

参考文献:

[ 1 ]王晓薇,程永华.数字控制中控制延时的影响及改进PI消除饱和积分的探讨 [ J ] . 电源技术应用. 2020 (10) .

[ 2 ]吴洪洋,何湘宁. 级联型多电平变换器PWM控制方法的仿真研究[ J ] .中国电机工程学报. 2021 (08) .

[ 3 ]刘树林,刘健,杨银玲,赵新毅.Boost变换器的能量传输模式及输出纹波电压分析[ J ] .中国电机工程学报. 2019 (05). 

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