文章摘要：随着科技的不断发展，现阶段我国的电力电子电路都得到了更高的安全保障并进行了广泛运用。在当前所使用的电力电子电路中，主要由主电路和控制电路组成。当中主电路负责传递能量，而控制电路以出发信号的方式对主功率开关管进行通断控制，进而进行电路输出。当前我国的电力电子电路发展仍不完善，工作频率不高、动态响应慢、电路功率不高等问题严重阻碍着我国的电力电子电路发展。因此，本文通过对新形势下数字化控制技术在电力电子电路中的运用，研究了其优势，以期为相关研究工作者提供参考。
关键词：电力；电子电路；数字化控制
前言
在电力领域运用的电力电子电路技术，即在一定状况下利用电力电子器件控制和变换电能。从转换功率上来看，通常在1W到1GW之间，这与信息电子技术存在显著的差异，信息电子技术是对电子技术进行的模拟，运用于计算机的信息处理之中，而电力电子技术运用于对转换电力。在新形势下，数字化控制技术取代了传统模拟控制，能够消除温度漂移、便于调整变参数等诸多优点，使数字化控制技术为电力电子电路的安全性与可靠性大大提升。
1.在电力电子电路中运用单片机进行调控
单片机，即在电力电子电路中的单片微控制器，表面上看，它只是逻辑功能芯片，但在一定状况下它能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能成就计算机。微型芯片不仅在物质表现在存在体积小、质量轻的优点，在计算机软件的开发和运用过程中也提供了理论依据上的完善，为单片机详细掌握计算机构造和运行原理打下基础。在电力电子电路的使用中，单片机主要作用于电路中的运算和调节电压电流，这直接影响着整个电路系统的运行。在电力电子电路数控技术中真正实现了双调控制高频PWM控制，在特定层面上来看，单片机的运用能缓解甚至解决PWM中高频与精度之间的使用矛盾。另外，单片机还能运用至工业测控、智能仪器表等结构中，在未来甚至可能运用到生活家电之中。单片机的运用是传统模拟电路运用的全新突破，以数字化控制技术提升工作效率。但当前的单片机控制存在一些精度和频率上的矛盾尚待解决，因此DSP作为更现金的电子电路技术油然而生。
2.运用DSP在电力电子电路中进行调控
DSP即数字信号处理器，继承了波特率发生器与FIFO缓冲器于一身的新一代可编程处理器。DSP能一共更加高速同步和标准异步串口，甚至有的片内还具有采样/保持、A/D转换电路、PWM信号输出等功能。DPS与单片机相比，CPU的处理速度更快、集成度更高、存储容量更大的优势。属于RISC（即精简指令系统计算机）的DSP能将多数指令完成于一个周期之内，以并行处理技术在同一指令周期内完成多项指令。另外，DSP运用改进的哈佛结构，数据和程序空间独立，能同时对程序与数据进行存储。另外，DSP的高速硬件乘法器使其具有强大的数据运算能力。相对来讲，单片机属于CISC（即复杂指令系统计算机），运行指令周期一般要2~3个指令周期，它采用诺依曼机构，将数据和程序放在同一空间进行存储，这样在同一时刻无法同时访问指令和数据。受单片机的ALU功能限制，乘法运算需要通过软件来完成，因此要占更多的指令周期，相对速度慢。而DSP的单指令执行时间则快8~10倍，单次乘法运行时间则比单片机快16~30倍。在电力电子电路中，DSP主要控制主电路、监控及保护系统并进行系统童心等，其中具体运用电路有UPS逆变控制电路、功率因数校正电路、交流电机调速电路与谐波抑制电路等。DSP在电力电子电路系统中，还能负责数字锁相、控制显示、检测和上位机的通信。虽然DSP是使用中有诸多优势，但也存在一定的不足，例如PWM信号频率与精度、运算时间与精度、选择采样频率、采样超时等，这些缺陷直接影响着电路的控制性能。
3.在电力电子电路中FPGA的运用实践
FPGA即可编程门列阵。它是以GAL与EPLD编程器为基础发展而来的，它更加切合新形势下对专用继承电路的运用需求，更解决了定职电路在某些方面的不足、弥补了传统可编程器件门电路数有限的缺憾。FPGA属于可重构器件，在其内部逻辑上能根据用户需求进行个性化设定，因此相对及成都较高、处理速度也较快，使之在现阶段的电力电子电路中被广泛运用。FPGA可简要划分为三个部分，即可编辑逻辑块、可编程I/O模块和可编程内部连线。FPGA的及成都较高，比如，在一片FPGA之中，至少有几千个等校门，而通过FPGA能对这些十分复杂的逻辑进行系统化的科学处理，从而完成多块机车定点路与分立元件组成电路。FPGA还能利用VHDL进行电路系统的相关设计，通常能分为对电路系统的行为描述、门级描述和RTL描述三个层次，若各方面条件都适合，则电力电子电路能混合仿真三个层次，便于对电路系统进行数字化设计，因此在其体积、成本、可靠性等方面都具有显著优点。相对来讲，DSP更适用于取样速率低、软件更为复杂的情况下进行使用，而在系统取样速率较高、数据率较高、相对操作条件简单、任务较为固定的状况下，则更适合使用FPGA。目前，FPGA在逆变器控制系统、PWM控制与直流电机的调速中都有不同程度的运用和发展。
4.结束语
因此，在电力电子电路中运用数字化控制技术，与传统的模拟控制电路相比固然具有显著的优势，但在更深入的研究中却存在一定的局限性。随着我国电力电子电路技术的日趋复杂化、高频化发展，芯片的单一使用往往无法满足预期效果。可见，在电力电子电路的研究与发展中，利用控制芯片的优势和相关运用条件进行组合运用，将有利于发挥其最大的数字化控制作用，才能真正促进电力电子电路的优化发展，这也是当前电力电子电路中数字化控制技术的主要发展趋势。
【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）：市场经济期刊27-40．
[4]柯励伟．浅谈电力电子电路的控制技术[J]．科技资讯，2013，29（01）：154．
作者：许小飞 方桦 单位：广东瑞德智能科技股份有限公司
