Um controlador digital unificado para estudo de conversores CC-CA - ciclo de projeto utilizando NI-MULTISIM e a ferramenta de có-simulação PLD-Design

Felipe Penha Alves¹; José Roberto Quezada Peña¹

¹ Universidade Federal do Maranhão

Baixar PDF doi:10.20906/CPS/CBA2018-0455

Resumo

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento e realização de um controlador digital (unificado) baseado em FPGA para controle e estudo de inversores. O controlador realizado permite a seleção de diferentes topologias de conversores CC-CA, dentre monofásicos e trifásicos, bem como a seleção de diferentes modos de controle (onda quadrada ou PWM), de forma que o usuário possa estudar e assimilar conceitos difíceis de uma forma amena e iterativa. O projeto é realizado fazendo uso da ferramenta de Cossimulação "PLD Design" (Programmable Logic Device), parte integrante da ferramenta de captura e simulação SPICE NI-MULTISIM (Student Edition), que evidencia aos alunos o ciclo de projeto de sistemas baseados em FPGA, fazendo referência à lógica discreta que os mesmos aprendem na disciplina básica de "Circuitos Digitais". A plataforma de desenvolvimento utilizada foi o Digital Electronics FPGA Board, para NI-ELVIS II, da XILINX. A ferramenta "PLD design" em conjunto com o software "ISE" da Xilinx, que faz uso da linguagem VHDL (VHSIC Hardware Description Language), permitem a construção de uma estrutura lógica (programada) e que resulta num arquivo de descrição de hardware necessário para síntese do hardware programado a ser gravado na FPGA. O produto final será um controlador digital unificado, baseado em FPGA, versátil, que conduzirá o usuário numa experiência ímpar no estudo destas estruturas de conversão estática de energia. A proposta é um produto do Laboratório de Desenvolvimento de Objetos, Modelos e Protótipos Inovadores de Aprendizado para apoio ao ensino da Eletrônica de Potência e Instrumentação Eletrônica (LabMOPA- EPI), do Departamento de Engenharia Elétrica da UFMA. O LabMOPA-EPI tem sua origem motivada dentro da iniciativa CAPES-DED e ABENGE, denominada de: Programa de Engenharia a Distância em Rede Nacional do Sistema Universidade Aberta do Brasil - UABEng, que ocorreu no ano de 2014, e segue a diretriz de produzir material e metodologias para apoio ao ensino de Engenharia Elétrica, no ensino experimental

Palavras-chave: Inversor; Controlador Digital; FPGA; PLD Design; VHDL