IMPLEMENTACIÓN DE TÉCNICAS SPWM EN FPGA DE CÓDIGO ABIERTO Y USO DE VERILOG (IMPLEMENTATION OF SPWM TECHNIQUES IN OPEN-SOURCE FPGA AND USE OF VERILOG)

Resumen

Resumen
Los CHB-MLI son dispositivos encargados de la conversión de CD a CA, esta topología posee numerosos interruptores debido a sus múltiples puentes H. Esta característica le permite dividir la potencia procesada por su carga en varias secciones (según su número de puentes H). Por lo cual, los CHB-MLI pueden procesar potencias más elevadas con interruptores menos robustos, en comparación a otras topologías de inversores. Estos interruptores al ser menos robustos pueden alcanzar frecuencias de conmutación en el orden los kilohertz.
Sin embargo, los CHB-MLI requieren de una etapa de control compleja, es necesario: Una forma fácil de crear los pulsos de comando para la conmutación de sus interruptores. Y la generación de los pulsos no debe presentar retardos o desfaces que afectan la conversión de corriente y la forma de onda resultante.
Este trabajo expone un método para la simulación de cuatro variantes de técnicas SPWM (modulación por ancho de pulsos senoidal) desde el entorno Simulink. Estas técnicas son una alternativa sencilla para la creación de numerosos pulsos de comando. Y para asegurar la correcta operación de estos pulsos se emplea una FPGA, capaz generar pulsos en el orden de los megahertz sin problemas de retardos y desfaces. Se detallan las consideraciones para programar los pulsos de comando en un entorno de código abierto basado en lenguaje Verilog. A diferencia de trabajos previos que utilizan los IDEs convencionales de Xilinx y Altera, ambos sujetos a licencia.
Palabras Clave: FPGA, Verilog, Inversores multinivel, SPWM.

Abstract
The CHB-MLI are devices in charge of converting from DC to AC, this topology has numerous switches due to its multiple H-bridges. This feature allows you to divide the power processed by your load into several sections (according to its number of H-bridges). Therefore, the CHB-MLI can process higher powers with less robust switches compared to other inverter topologies. These switches, being less robust, can reach switching frequencies in the order of kilohertz.
However, the CHB-MLI require a complex control stage, it is necessary: An easy way to create the command pulses for the commutation of its switches. And the generation of the pulses must not present delays or gaps that affect the current conversion and the resulting waveform.
This work exposes a method for the simulation of four variants of SPWM techniques from the Simulink environment. These techniques are a simple alternative to creating numerous command pulses. And to ensure the correct operation of these pulses, an FPGA is used, capable of generating pulses in the order of megahertz without problems of delays and mismatches. Considerations for programming command pulses in an open-source environment based on the Verilog language are detailed. Unlike previous works using the conventional Xilinx and Altera IDEs, both of which are licensed.
Keywords: FPGA, Verilog, Multilevel inverter, SPWM.