FPGA-basierte aktive Gegenkopplung der Schaltharmonischen von leistungselektronischen Systemen

Abstract

In diesem Beitrag wurde eine neuartige Gegenkoppelstrategie vorgestellt, durch welche die Schaltharmonischen eines leistungselektronischen Systems unterdrückt werden können. Zu Beginn wurde eine allgemeine Theorie zur adaptiven Gegenkopplung von Harmonischen eingeführt. Zu dieser Theorie wurden zwei wesentliche Implementierungsvarianten vorgestellt und diskutiert: Die Gegenkopplung von Harmonischen mit kontinuierlicher Adaption und die Gegenkopplung von Harmonischen mit einmaliger Adaption. Im Folgenden wurde eine konkrete Implementierung zur Gegenkopplung von Harmonischen mit kontinuierlicher Adaption auf einem FPGA-System vorgestellt. Dieses System wurde daraufhin an einem leistungselektronischen Demonstrator angewendet. In Messungen konnte gezeigt werden, dass erhebliche Störungsreduktionen von über 50 dB erzielt werden konnten. Die Systemgrenzen des Gegenkoppelsystems wurden hinsichtlich der Abtastrate, der Synchronisation, der Quantisierung des A/D- und D/A-Wandlers sowie der Hardwarekapazitäten diskutiert. Optimierungsmöglichkeiten wurden aufgezeigt.