在这篇题为《基于FPGA的应急电源充电装置设计》的工程技术文档中，作者樊冰剑等人深入探讨了一种新型的应急电源充电装置的设计与实现，该装置采用了FPGA（现场可编程门阵列）作为核心控制芯片，这种设计思路对于提高充电装置的性能具有重要的指导意义。
文档开篇对EPS应急电源的作用和重要性进行了阐述。EPS（Emergency Power Supply）应急电源是一种为了满足消防等紧急需求而特别设计的电源系统，它在现代高层建筑中扮演着不可或缺的角色。传统的EPS应急电源充电装置一般采用PWM（脉宽调制）可控整流技术来实现对网侧电流的正弦化处理以及对直流输出电压和电流的调节，从而达到降低对电网谐波污染、提高功率因数、降低无功损耗的目的。然而，使用DSP（数字信号处理器）作为控制核心的传统PWM整流装置存在信号采样和处理延时性问题，影响了系统控制的精度。
接着，文档详细介绍了采用FPGA作为控制芯片的硬件电路的优势。与DSP相比，FPGA具有并行执行采样信号和控制信号处理的能力，能够显著提升处理速度，从而满足了实时性要求，并且能够提升系统的控制精度。此外，FPGA还因其体积小、集成度高、功耗低的特点，正在逐渐成为PWM可控整流装置设计的首选器件。
文章进一步介绍了可控整流装置的拓扑结构和控制策略。文中采用了三相电压型半桥整流电路作为基础拓扑结构，并通过网侧电感实现电流谐波的抑制，以及使用直流侧电容提高直流电压的抗干扰性和快速跟随能力。而在控制策略方面，文档提出了一种基于SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制）的双闭环前馈解耦控制策略。这种策略相较于传统的SPWM（Sinusoidal PWM，正弦波脉宽调制）算法，能够提高调制度并提升电压利用率，且容易数字化实现。通过建立(d，q)数学模型，实现了有功电流和无功电流的独立控制，并通过图解的方式展示了系统的控制框图。
在整流装置的建模和仿真实验部分，文档描述了如何搭建三相PWM整流装置的仿真模型，包括三相PWM整流主电路、坐标变换模块、SVPWM调制波生成模块、解耦控制模块以及PI（比例-积分）调节器等核心模块。仿真实验部分展示了在特定参数条件下，负载变化对直流母线电压、A相电流输出波形的影响。仿真实验结果表明，该设计能够在负载变化时迅速稳定直流电压，并保持功率因数大于0.97的高效运行状态。
总结而言，这篇文章详细介绍了基于FPGA的应急电源充电装置的设计方案，讨论了使用FPGA作为核心控制单元的优势，并在实际的控制策略和仿真实验中验证了其可行性和高效率。通过FPGA实现的并行处理和实时性控制，为应急电源充电装置的性能提升开辟了新的技术路径。该研究不仅对于工程技术人员具有参考价值，对于相关领域的发展也具有重要的推动作用。
