Pembangkit sinyal PWM Sinusoida dua fasa berbasis FPGA

SUTIKNO, Tole, Ir. Bambang Sutopo, M.Phil

2004 | Tesis | S2 Teknik Elektro

Inverter dengan pengaturan PWM dapat digunakan untuk mengatur tegangan keluaran inverter. Tujuan penelitian ini adalah merancang rangkaian digital sebagai pembangkit sinyal PWM sinusoida dengan menggunakan keping FPGA XC4013. Sistem dirancang agar dapat membangkitkan dua pembangkit sinyal PWM sinusoida satu fasa dengan frekuensi 50 Hz dan antar fasa berbeda 900. Pembangkit sinyal PWM sinusoida yang dirancang, dibangkitkan menggunakan dua buah sinyal sinus berbeda fasa 900 dan dua buah sinyal segitiga berbeda fasa 1800. Pada rancangan ini, jumlah segitiga dalam satu periode sinus ditetapkan sebanyak 12. Sinyal sinus dan segitiga kontinyu dalam satu periode dicuplik 360 kali. Pengaturan frekuensi dilakukan dengan memanfaatkan clock internal 8 MHz yang tersedia pada keping FPGA XC4013. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa rancangan rangkaian digital pembangkit sinyal PWM sinusoida dapat bekerja dengan baik saat simulasi maupun hasil konfigurasinya ke perangkat keras FPGA. Hasil rancangan tersebut berhasil direalisasikan ke dalam keping FPGA XC4013 dan membutuhkan 572 CLB atau sebesar 99% dari CLB yang tersedia. Beda fasa yang dihasilkan 900. Frekuensi dasar sinyal PWM 50 Hz dapat dicapai dengan tingkat ketelitian 99% pada setpoint 44 Hz atau 45 Hz. Tegangan efektif (Vrms) keluaran inverter cenderung linear terhadap perubahan indeks modulasi dengan persamaan y=0,6639x + 0,1536. Frekuensi osilator internal 8 MHz FPGA mempunyai tingkat kesalahan 12,625 % (atau menghasilkan frekuensi 9,01 MHz).

Pulse Width Modulation (PWM) regulated inverter can be used to regulate it’s output voltage. This research’s objective was to design a digital circuit as sinusoidal PWM signal generator based on FPGA XC4013 chip. This system was designed to generate 2 single phase sinusoidal PWM signal generator with 50 Hz frequency and 900 phase shift. Sinusoidal PWM signal generator generated using 2 sinusoidal signal with 900 phase shift and 2 triangular signals with signals with 1800 phase shift 12 triangle in one sinusoidal’s period were used in the design. Continuous sinusoidal and triangular signal were sampled 360 times. Frequency regulating process were accomplished using 8 MHz internal clock available in FPGA XC4013 chip. This research results shows that the sinusoidal PWM signal generator work properly during simulation and configuration process. The design successfully realized in FPGA XC4013 chip using 572 CLBs (99% available CLBs). 900 phase shift resulted. 50 Hz base frequency achieved with 99% accuracy 44 or 45 Hz set point. Effective output voltage tends to be linear toward modulation index change, according this equation, y=0,6639x + 0,1536. 8 MHz internal FPGA oscillator had 12,625% error.

Kata Kunci : Komputer,Pembangkit Sinyal,PWM Sinusoida Dua Fase,FPGA, Two Phase Sinusoidal PWM, OrCAD, XC4013 FPGA