基於StellarE1的Cordic加速器應用於Park變換

在22kw及11kw OBC中，通常會使用SVPWM調製算法，系統控制框圖如下；首先需要對三相電流採樣，通過Clark變換得到alpha和beta軸電流，再通過Park，PI控制及反Park變換，將控制後的alpha和beta軸電壓輸入SVPWM，進而得到三相電壓占空比；在整個流程中，Park和反Park變換需要用到多次三角函數計算，三角函數的計算量較大，會限制PFC中的電流環路帶寬；本文介紹StellarE1的Cordic加速器，來加快三角函數計算，提升PFC電流環帶寬。



CORDIC加速器通常為某些數學函數（主要是三角函數）提供硬體支持用於電機控制、計量、信號處理。與軟體相比，它加快了這些函數的計算速度實現，可以使用較低的操作頻率，或者釋放處理器周期以執行其他任務。

CORDIC（坐標旋轉數字計算機），也稱為Volder算法，是一種用於評估三角函數和雙曲函數的低成本逐次逼近算法。在三角（或圓形）模式中，角度θ的正弦和餘弦是通過旋轉矢量[1，0]來確定的，通過減小角度atan（2-n）（n=0，1，2，…），直到旋轉角度的累積總和等於輸入角度。旋轉矢量的x和y笛卡爾分量分別對應於餘弦θ的正弦。

1.配置Cordic

2.編寫輸入參數：
在這種情況下，只有一個參數，即Park變換計算的角度。另一個參數是默認模數1，因此不需要編寫。

3.讀取sincos計算結果

對於Park和反Park變換我們需要每個電流環周期計算一次sin和cos的結果，對此我們使用arm底層的 arm_sin_cos_q31函數進行對比：

通過對比可以發現，使用cordic計算park和反park變換可以明顯降低CPU 負載，同時軟體也只需要配置很少的指令就可以完成，計算精度也可以很容易的修改；在OBC應用中可以利用這一特性，來提高PFC的開關頻率，進而提升OBC的性能。