可控三相差分pwm信号的实现方法
【技术领域】
[0001]本发明属于嵌入式计算机系统的实时控制领域，涉及一种可控三相差分PWM信号的实现方法。
【背景技术】
[0002]作为全控型电力电子器件的控制信号，PWM信号广泛应用于电力电子变流技术中。传统的PWM信号发生电路搭建起来费时费力，不够灵活、方便。
【发明内容】
[0003]为了解决【背景技术】中存在的上述问题，本发明提供了一种能够方便及灵活的实现PWM信号随需求改变其周期、占空比及相位，同时可减少硬件资源的可控三相差分PWM信号的实现方法。
[0004]本发明的技术解决方案是:本发明提供了一种可控三相差分PWM信号的实现方法，其特殊之处在于:所述方法包括以下步骤:
[0005]I)在FPGA逻辑中创建周期寄存器、占空比寄存器及相位寄存器并对其分配地址，设置初始值；
[0006]其中:
[0007]所述周期寄存器用于储存PWM信号的周期；
[0008]所述占空比寄存器用于储存PWM信号的占空比；
[0009]所述相位寄存器用于储存PWM信号的相位；
[0010]2)在FPGA逻辑中创建用于实现根据占空比寄存器的值控制PWM波的相位改变时间的计数器，设置计数器的初始值为O ;当时钟的上升沿(或下降沿)来临时，计数器的值增加1，当计数器的值大于周期寄存器的周期值时，将计数器的值清零，重新开始计数；
[0011]3)在FPGA逻辑中判断计数器计数值是否大于占空比寄存器的值，若否，则根据相位寄存器的当前值改变PWM波的相位；若是，则将PWM波的相位设置为初始相位；
[0012]4)在FPGA逻辑中输出PWM波信号。
[0013]上述周期寄存器、占空比寄存器及相位寄存器均为可读可写型寄存器。
[0014]上述周期寄存器为16位的寄存器；所述占空比寄存器为16位的寄存器；所述相位寄存器为4位的寄存器。
[0015]本发明的优点是:
[0016]本发明针对传统PWM信号发生器搭建起来费时费力，不够灵活、方便的特点，提供了一种可控三相差分PWM信号的实现方法。该方法使用ACTEl公司的FPGA为平台进行实现，能够方便、灵活的实现PWM信号随需求改变其周期、占空比及相位，只需输入对应的参数，即可轻松实现三相差分PWM信号的可控。本发明可以分别对周期寄存器、占空比寄存器及相位寄存器的当前值进行回读，以确定当前值是否和输出的PWM波形吻合，并且可以进行仿真测试，设计具有安全保障特性和工程可实现性，其设计思想可以被具有要求PWM信号可控的电力电子系统所采用。
【附图说明】
[0017]图1是本发明基于FPGA的输入输出信号框图；
[0018]图2是本发明所提供方法的流程图；
[0019]图3是基于本发明所提供方法输出的PWM信号仿真图；
[0020]图4是基于本发明所提供方法在不同条件下输出的PWM信号仿真图。
【具体实施方式】
[0021]下面对本发明做进一步详细说明。
[0022]参见图1以及图2，本发明使用FPGA实现，提供了一种可控三相差分PWM信号的实现方法，该方法包括以下步骤:
[0023]I)接入FPGA的输入信号包括复位(RESET)、时钟(CLK)、写(WE)、读(RD)、数据线(DATA, DO?D15)和地址线(ADDR，DO?D1)，输出信号为可控的三相差分PWM信号，包括PWM_AH、PWM_AL、PWM_BH、PWM_BL、PWM_CH、PWM_CL ；
[0024]2)在FPGA逻辑中创建周期寄存器(16位)、占空比寄存器(16位)及相位寄存器(4位)为可读可写型寄存器，分别对其分配地址，设置初始值；
[0025]其中:
[0026]所述周期寄存器用于储存PWM信号的周期，例如，初始周期可设置为"0000111110100000"；
[0027]所述占空比寄存器用于储存PWM信号的占空比，例如，初始占空比可设置为"0000011111010000"；
[0028]所述相位寄存器用于储存PWM信号的相位，包括A相到B相、A相到C相、B相到A相、B相到C相、C相到A相、C相到B相。例如，初始相位可设置为PWM_AH、PWM_BH、PWM_CH输出低电平，PWM_AL、PWM_BL、PWM_CL输出高电平。
[0029]3)在FPGA逻辑中创建计数器，用于实现根据占空比寄存器的值控制PWM波的相位改变时间，设置其初始值为O。当时钟的上升沿(或下降沿)来临时，计数器的值增加1，当计数器的值大于周期寄存器的周期值时，将计数器的值清零，重新开始计数；
[0030]4)在FPGA逻辑中判断计数器计数值是否大于占空比寄存器的值，若否，则根据相位寄存器的当前值改变PWM波的相位，若是，则将PWM波的相位设置为初始相位；
[0031]5)在FPGA逻辑中输出PWM波信号；
[0032]本发明在具体使用过程中，当写信号有效时，分别向周期寄存器、占空比寄存器及相位寄存器相应地址里写入需要的值，PWM信号的波形可以根据所写数据进行改变，实现其可控性，当读信号有效时，能读出这些寄存器的当前值，便于查看数值和波形是否吻合。
[0033]参见图3以及图4，图3是周期寄存器值为0X07d0，占空比寄存器值为0X03e8，相位寄存器值为“0000”时输出的PWM信号仿真图；图4是周期寄存器值为0X07f0，占空比寄存器值为0X0280，相位寄存器值为“0101”时输出的PWM信号仿真图。
【主权项】
1.一种可控三相差分PWM信号的实现方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤: 1)在FPGA逻辑中创建周期寄存器、占空比寄存器及相位寄存器并对其分配地址，设置初始值； 其中: 所述周期寄存器用于储存PWM信号的周期； 所述占空比寄存器用于储存PWM信号的占空比； 所述相位寄存器用于储存PWM信号的相位； 2)在FPGA逻辑中创建用于实现根据占空比寄存器的值控制PWM波的相位改变时间的计数器，设置计数器的初始值为O ;当时钟的上升沿或下降沿来临时，计数器的值增加1，当计数器的值大于周期寄存器的周期值时，将计数器的值清零，重新开始计数； 3)在FPGA逻辑中判断计数器计数值是否大于占空比寄存器的值，若否，则根据相位寄存器的当前值改变PWM波的相位；若是，则将PWM波的相位设置为初始相位； 4)在FPGA逻辑中输出PWM波信号。
2.根据权利要求1所述的可控三相差分PWM信号的实现方法，其特征在于:所述周期寄存器、占空比寄存器及相位寄存器均为可读可写型寄存器。
3.根据权利要求2所述的可控三相差分PWM信号的实现方法，其特征在于:所述周期寄存器为16位的寄存器；所述占空比寄存器为16位的寄存器；所述相位寄存器为4位的寄存器。
【专利摘要】一种可控三相差分PWM信号的实现方法，包括1）创建周期寄存器、占空比寄存器及相位寄存器并对其分配地址，设置初始值；2）创建用于实现根据占空比寄存器的值控制PWM波的相位改变时间的计数器，设置计数器的初始值为0；当时钟的上升沿或下降沿来临时，计数器的值增加1，当计数器的值大于周期寄存器的周期值时，将计数器的值清零，重新开始计数；3）判断计数器计数值是否大于占空比寄存器的值，若否则根据相位寄存器的当前值改变PWM波的相位；若是，则将PWM波的相位设置为初始相位；4）输出PWM波信号。本发明提供了一种能够方便及灵活的实现PWM信号随需求改变其周期、占空及相位的可控三相差分PWM信号的实现方法。
【IPC分类】H03K3-017
【公开号】CN104682921
【申请号】CN201310626306
【发明人】董妍, 李亚锋, 程俊强, 杨菊平, 康晓东, 王炳文, 王锐, 孙锴
【申请人】中国航空工业集团公司第六三一研究所
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月27日