초록
본 논문에서는 FPGA기반의 SoC보드(Xilinx Virtex-4 ML401 EVM)를 이용한 전력인버터제어시스템을 설계하였다. 선박에 전력시스템을 적용하기 위해서 선박의 최신 통신 프로토콜인 NMEA 2000 표준 프로토콜을 적용하였으며 전력 시스템의 성능을 평가하기 위한 PC기반의 모니터링 프로그램을 제작하였다. 전력 제어시스템은 FPGA기반의 임베디드 SoC보드상에서 이중프로세서(Dualprocessor)형태로 설계하였으며 이중프로세서를 적용함으로써 실시간 제어 감시가 가능하다. 이중프로세서 중 하나는 전력 제어를 위한 PWM신호생성 및 전력 회로내의 주요 전력 파라미터를 센싱 하는 제어용 프로세서로 동작하며(Control processor) 다른 프로세서는 제어프로세서의 각종 전력 센서 파라미터와 제어 파라미터들을 이중포트 램(Dual Port RAM)을 이용하여 정보를 공유하고 외부 NMEA 2000프로토콜 기반의 모니터링 장치와 네트워크 기반의 통신을 수행하는 통신용 프로세서(Communication processor)로 구성된다. 본 논문에서 제작한 전력 제어시스템은 선박내의 분산발전,송배전 및 전압 레귤레이션 시스템에 적용 될 수 있다.
In this paper, the FPGA-based SoC board (Xilinx Virtex-4 ML401 EVM) is adopted to control electrical power inverter system. For marine application, its performance is shown on PC-based system for monitoring electrical characteristics of a power inverter using by the NMEA 2000 protocol. This power inverter system is achieved in Real-Time monitoring and control by dual micro-processor operation on embedded FPGA-based SoC board. One micro processor is for control (Control processor) electrical power inverter using by PWM signal. And the other microprocessor (Communication processor) is for communication with PC-based monitoring system. The two-processor is communicating each other using by dual-port ram (DPRAM). PC-based system user can control and monitor information of the electrical power inverter via NMEA 2000 based communication processor. Control and monitoring information includes the inverter status and configuration. SoC board converts this information to Parameter Group Numbers (PGNs) in the NMEA 2000 protocol. This system can be applied to marine power electronics for distributed power generation, transmission or regulation systems on the ship.
