63ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica

Modulador Digital Programável Implementado em Dispositivos de Lógica Programável

Rafael Stähelin Michels 1 Ivo Barbi 2 Samir Ahmad Mussa 3 Tiago Kommers Jappe 4

1. IC - INEP - EEL - UFSC 2. Prof. Dr. Ing./ Orientador - INEP - EEL - UFSC 3. Prof. Dr. Eng./Colaborador - INEP - EEL - UFSC 4. M.Sc./Colaborador - INEP - EEL - UFSC

INTRODUÇÃO:

Os controladores digitais de sinal têm sido frequentemente empregados na modulação e controle de conversores estáticos de potência. Estes dispositivos apresentam, em geral, periféricos de modulação PWM com arquiteturas fechadas, dedicadas às aplicações mais comuns. Isto dificulta o emprego destes componentes às novas topologias de conversores estáticos de potência e técnicas alternativas de modulação. Outro aspecto de mérito é a resolução do modulador, muito importante para o desempenho do conversor.

METODOLOGIA:

Este trabalho propõe a utilização do dispositivo lógico programável tipo FPGA (Field Programmable Gate Array) para o desenvolvimento de um circuito modulador PWM (Pulse-width modulator) versátil e com alta resolução, para aplicações em eletrônica de potência.

RESULTADOS:

Projetos em dispositivos FPGA possuem característica modular, onde cada bloco do programa é responsável por uma função. O modulador projetado tem como principais características, ser modular e configurável. Caso a estratégia de modulação demande vários moduladores, um grande número de blocos pode ser inserido, sendo este limitado apenas pela capacidade de elementos lógicos do dispositivo FPGA. O bloco apresenta interface de configuração, permitindo que o modulador seja modificado adequando-se à topologia empregada. Destaca-se também que o bloco disponibiliza um ponto de sincronismo que permite disparar a operação deste bloco conforme seja necessário. A partir destas características, é facilitada a implementação de estratégias de modulação para conversores multiníveis, onde cada modulador é responsável pela modulação por um grupo de interruptores. A facilidade de configuração da portadora permite também a fácil migração entre diferentes tipos de modulação multinível.

CONCLUSÃO:

Os testes realizados demonstram a viabilidade de construir moduladores multiníveis de alta resolução utilizando dispositivos FPGA. Porém, a busca pela máxima resolução é limitada pela propagação dos sinais, inerentes aos processos digitais.

Palavras-chave: FPGA, Modulador PWM, Modulação Multinível.