电力电子电路中的数字化控制技术

　　摘 要：针对于电力电子电路来说，主要是在各个方面都能够保障的情况下从而综合应用电力以及电子等各种较为先进的技术，同时在此基础上对电能的相位以及频率等各种参量进行实现的电路。在本文中，主要针对电力电子电路中的数字化控制进行全面的分析研究，提出下文内容。

　　关键词：电力电子;电路;数字化;控制;分析

　　引言：大家都知道，在传统电力电子技术中主要采取模拟控制方式，然而在新形势情况下电子电力电路主要采用的主是数字化控制技术，并且采用数字化控制技术替代模拟控制，这样不仅能够消除温度等常规模拟调节器所难以攻克的一些缺点，同时也能更好的利于参数调节，从而全面提高系统安全性以及可靠性。

　　1.在电力电子电路中运用单片机进行调控

　　针对于单片机来说，是电力电子电路中单片微控制器，在表面上看，它只是逻辑功能芯片，但是在一定情况下可以集成计算机的集成系统于一个芯片上，甚至可以说微型芯片可以成就计算机。对于微型芯片来说，不仅在物质表现存在体积比较小以及质量轻等方面优点，同时在计算机软件开发和应用的过程中也可以提供出相对来说较为完善的理论基础，从而更好的为单片机详细掌握计算机构造以及运行打下坚实基础。然而在电力电子电路进行使用的过程中，其单片机主要作用便是电路中的运算以及对电压和电流进行调节，这样也直接影响电路系统的整体运行。然而在电力电子电路数据技术中，也能够实现双调控制高频的PWM中的高频以及精度之间的使用矛盾。在此之外，单片机也能应用到工业检测等，在以后甚至应用到家庭生活中。单片机的使用主要是传统模拟电路使用过程中的一个全新突破，并且根据数字化控制技术对工作效率进行提高。但是现如今单片机控制中在精度和频率等方面依然存在矛盾，所以DSP作为更加先进的电子电路技术随之出现。

　　2.运用DSP在电力电子电路中进行调控

　　针对于DSP而言，主要为数字信号处理器，并且也继承波特率发生器以及FIFO缓冲器为一身的可编程处理器。并且DSP可以更加高速同步以及标准异步串口，甚至有的片内具有着采样/保持以及PWM信号输出等方面的功能，DPS和单片机进行相比的过程中，CPU处理效率更加快速以及存储容量更大。并且属于RISC的DSP可以将多数的指令完成在一个周期之内。在此之外，DSP运行改进哈佛结构，数据以及程序空间独立，可以对程序以及数据进行存储，并且DSP高速硬件乘法器也使其有着比较强的的数据运算能力。然而针对于CISC来说，运行指令周期通常情况下需要二到三个周期，并且是采用诺依曼的结构，从而将数据以及程序放到同一个空间进行存储，这样在同一时刻无法可以同时去访问数据。同时受到单片机的ALU功能方面的限制，其乘法运算的过程中需要通过软件对其进行完成，所以占据的指令周期比较多，并且速度比较慢。然而DSP单指令执行时间则快八倍到十倍，同时单次乘法运行时间要比单片机快十六倍到三十倍左右。因此在电力电子电路当中，DSP主要对主电路以及监控等进行控制，并且在DPS电子电力电路系统中，负责数字的锁相以及现实显示以及上位机的通信，虽然DPS具有着相对来说比较多的优势，但是也依然存在不足，比如PWM信号频率以及运算时间和精度等。对于这些缺陷来说，直接影响到电路的整体控制性能。

　　3.在电力电子电路中FPGA的运用实践

　　FPGA主要为可编程的门列阵，并且根据GAL以及EPLD的编程器作为其基础进行发展，并且更加切合新形式下对于专用集成电路的使用需要，同时也有效的解决定职电路在一些方面所存在的不足。对于FPGA主要属于重构器件，并且其内部逻辑上根据用户需要进行个性化的设定，所以处理速度比较快，并且现阶段已经被电力电子电路技术广泛的使用。FPGA主要可以分为三个内容：第一是可编辑逻辑块;第二是可编辑I/O模块;第三是可编程内部链接。并且FPGA及成相对来说比较高，例如在一片FPGA中至少存在几千个等校门，然而通过FPGA可以对这些较为复杂的逻辑进行系统以及科学的处理，使其能够完成多块机车定点路以及分立元件所组成的电路。与此同时FPGA也可以利用VHDL进行电路系统设计，通常情况下可以分为对电路系统进行行为描述以及门级描述等，要是每方面条件都能够满足要求，那么电力电子电路可以混合仿真三个层次，从而使其对电路系统做好数字化设计，同时在体积以及成本等方面都有着较为显著的优点。并且DSP更加适合应用到取样速率比较低以及软件更加复杂的情况进行使用，然而系统取样速率高以及数据率比较高和操作简单等情况下，那么更加适合使用FPGA。现如今FPGA主要是在逆变器控制系统以及PWM控制与直流电机调速中都有着各自不同的应用程度以及发展。

　　总结：由于我国电力电子电路技术的全面发展，其芯片单一使用通常情况下没有办法满足预期效果。因此在电力电子电路发展的过程中，通过利用芯片的控制优势以及对相关运行条件进行组合使用，从而能够将数字化控制发挥出最大的作用，这样也能够更好的保证电力电子电路得到优化发展。

　　参考文献

　　[1]赵异波，何湘宁.电力电子电路的数字化控制技术[A].中国电工技术学会电力电子学会.中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C].中国电工技术学会电力电子学会：，2002.12(24)125-128

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