电力电子电路的数字化控制技术

王本涛　韩津华　宋旭辉

摘要：随着高新技术的不断发展，当前我国电子电路的安全保障水平得到了显著地提升。在当前实际使用的电力电子电路中，通常是控制电路和主电路两者构成的。这其中，主电路是负责传递电能，控制电路是以信号发射的方式来通断控制主功率开关，这样来实现对电路的输出。目前我国电力电子电路还有一些不尽人意的地方，比如工作频率不高、电路功率不高等问题，这些问题的存在将严重地影响到电力电子电路的发展。所以，作者将在本文研究数字化控制技术在电力电子电路中的具体应用，并分析了这种技术的优势，希望能提升电力电子电路的数字化控制技术水平。

关键词：电力;电子电路;数字化控制技术

中图分类号：TM571文献标识码：A文章编号：1672-9129（2020）03-0025-01

Abstract：Withthedevelopmentofhighandnewtechnology，thesecuritylevelofelectroniccircuitsinChinahasbeensignificantlyimproved.Inthecurrentpracticalpowerelectroniccircuit，itisusuallycomposedofcontrolcircuitandmaincircuit.Amongthem，themaincircuitisresponsibleforthetransmissionofelectricalenergy，thecontrolcircuitisinthewayofsignaltransmissiontocontrolthemainpowerswitchonandoff，soastoachievetheoutputofthecircuit.Atpresent，therearesomeunsatisfactoryplacesinChina'spowerelectroniccircuit，suchaslowworkingfrequencyandlowcircuitpower.Theseproblemswillseriouslyaffectthedevelopmentofpowerelectroniccircuit.Therefore，theauthorwillstudythespecificapplicationofdigitalcontroltechnologyinpowerelectroniccircuitinthispaper，andanalyzetheadvantagesofthistechnology，hopingtoimprovethelevelofdigitalcontroltechnologyinpowerelectroniccircuit.

Keywords：Electricpower;Electroniccircuit;Digitalcontroltechnology

在电力领域中电力电子电路技术的应用，指的是在一定的情况下以电力电子电路技术来对实现器件控制以及电能的变换。从转换功率的角度来说，一般是在1W到1GW之间。与信息电子技术相比，将具有十分明显的差异。信息技术将是模拟化的电子技术，在计算机信息处理中得到了应用。但是电力电子技术是对转换电力的运用。在新时期，与传统的模拟控制相比，数字化技术已经成为发展的主流趋势，将有助于对变参数的调整等优势，数字化控制技术在电力电子电路中的广泛应用，将使得其安全性、可靠性实现了提升。

1电力电子电路中以单片机来实施调控

单片机指的是在电力电子电路中微控器。从表面上来看，将是逻辑性的功能芯片，但是在相应的情况下将能让计算机的集成系统在芯片上实现，从一定的角度来说，微型的芯片结可以作为计算机。微型芯片从物质体型上来说，体积小、质量轻的优势比较明显，在计算机软件开发上将是其理论支撑，将为单片机对计算机构造和运行原理的掌握将打下坚实的基础。在使用电力电子电路过程中，单片机的作用就是对电压电流进行运算和调节，这对整个电路系统的运行情况产生直接的影响。在电力电子电路技术中为了对双调控制高频实现真正地控制，从特定的层面来说，运用单片机将能够对PWM中的精度和高频两者的矛盾进行有效地解决。此外，在工业测控、智能仪器等领域中都能运用到单片机，在以后单片机可能会运用到生活家电中。运用单片机将是全新突破传统模拟电路运用，借助于数字化的控制技术模式将推动工作效率实现有效地提升。但是不可否认，当前单片机在控制上，频率和精度之间的矛盾还未完全解决。这种情形下，DSP以更先进的电子电路技术产生了。

2在电力电子电路中DSP中进行调控

DSP中文意思就是数字信号处理器，将是对波特率发生器、FIFO缓冲器这两者融为一身的最新的可编程处理器。这种设备将实现高速同步和标准的异步串口。与单片机相比，DPS的CPU在处理速度将更快，集成程度将更高，同时存储量也很大的。精简指令的系统化计算機中的DSP，很大部分的指令将可以在一个周期内实现完成，同时在同一个指令周期内将实现并行的处理技术。此外，DSP以哈佛结构的运用改进，数据和程序空间将变得更加独立，将对程序和数据实现同时存储。此外，DSP的高速硬件乘法器将让其数据运算能力变得更加强大。一般地，单片机属于复杂指令系统统计的计算机，将是以诺依曼机构为基础，在同一空间将数据和程序进行存储，这样就出现在同一时刻对指令和数据的访问没法做到。因为单片机的ALU功能限制，对于乘法运算就可以以软件来实现，但是需要更多的指令周期，相比来说速度有点慢。在具体的电力电子电路中，DSP的作用及时对主电路、监控以及保护系统进行控制，在具体运用中将有UPS逆变控制电路等。在电力电子电路系统中运用DSP，将负责控制显示以及上位机的通信。虽然从目前来说，运用DSP具有很多的优势，但是也存在一定的问题和不足。比如，PWM信号频率与精度两者之间的矛盾，采样超时等问题，将对电路的控制性能产生了严重的影响。

3在电力电子电路中FPGA的具体运用

FPGA指的是可编程门列阵。这是以GAL与EPLD编程器为基础运用而来的，将符合新时期对专用继承电路的需求，对定职电路中的问题和不足进行很好地解决，同时将对传统的可编程器件门中电路数不足的问题。同时，FPGA作为可重构器件，从功能逻辑上将实现结合用户的需求来实施个性化的设定，所以处理速度比较快，在当前的电力电子电路中得到了十分广泛地运用。从结构上来说，FPGA可以划分为三个部分，这就是可编辑逻辑块、可编程内部连线以及可编程I/O模块。例如，在FPGA之中，将有几千个等校门，以FPGA系统化地科学处理十分复杂的逻辑。此外，FPGA还能运用VHDL设计电路系统，分贝时门级描述、电路系统的行为描述以及RTL描述三个部分。如果条件达标的话，电力电子电路将混合仿真将实现三个层次，这样就能数字化设计电路系统，将实现在体型、成本等方面具有巨大的优势。

4结语

在电力电子电路中对数字化控制技术的运用，与传统的模拟控制电路相比，优势是十分明显的，但是通过进一步研究也会发现其有一定的局限性和问题。电子电路技术的复杂化可以实现高频化发展，单一的芯片将难以实现预期的效果。这就可以看出，在电力电子电路研发时，充分应用芯片的控制优势以及组合运用相关条件，将有助于将数字化控制作用最大化地发挥出来，推动电力电子电路实现优化发展。

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[J].电源技术应用，2012，11（01）：6-8.

[2]秦瑜瑞.浅谈电力电子电路的数字化控制技术[J].科学中国人，2015，32（04）：55.

[3]袁宁.计算机控制技术在电力电子电路中的应用[J].通信电源技术，2013，03（03）：27-40.

作者简介：王本涛（1985.5-），男，山东济南，汉，本科，研究方向：电子电路、自动控制。

韩津华（1985.1-），男，山东济南，汉，本科，研究方向：自动化控制、电力电子、智能制造。

宋旭辉（1983.10-），男，山东济南，汉，本科，研究方向：电力电子技术、智能应用。