FPGA gailu birkonfiguragarrien ezaugarriek eta baliabideek izugarrizko garapena izan dute azken urteetan. Horrela, FPGAk hainbat aplikazio-ingurunetan topa daitezke gaur egun. Potentzia-bihurgailuen aplikazioetan, aldiz, nahiz eta aurrerapausoak ematen ari diren, FPGAek pisu gutxi daukate oraindik eta, normalean, bigarren mailako atazak egiteko erabiltzen dira.

Potentzia-bihurgailuak energiaren bihurketa era kontrolatuan egiten duten zirkuitu elektronikoak dira, eta gaur egun hainbat ingurunetan topa daitezke, besteak beste, motorren driveetan, ibilgailu elektrikoetan, igogailuetan, haize-errotetan, energia biltegiratze-sistemetan, etab. Ingurune horiek gizartean duten garrantzia ikusita, potentzia-bihurgailuen ezaugarriak garatzea eta hobetzea beharrezkoa da. Potentzia-bihurgailuen artean, energiaren AC/AC bihurketa zuzena egiten duen bihurgailu matriziala (MC) nabarmentzen da, batez ere, osagai erreaktiboz (kondentsadorez) osaturiko energia-metatze zirkuiturik erabiltzen ez duelako, presio altuko eta baxuko inguruneetan eta tenperatura altuetan lan egin dezakeelako, potentzia-fluxu bidirekzionala ahalbidetzen duelako, kalitate handiko korronte eta tentsioak lor daitezkeelako eta konpaktua eta modularra delako. Aldiz, MCak zenbait erronka aurkezten ditu oraindik, esaterako, MCaren kontrol- eta modulazio-teknikak konplexuak eta karga konputazional handikoak dira, kalitate handiko uhinak sintetizatzeko modulazio- eta kommutazio-maiztasun handietan lan egin behar da eta MCaren babesa konplexutasun handikoa da.

Potentzia-bihurgailuen garapenean eta hobekuntzan, horiek kontrolatzen dituzten gailuek zeresan handia daukate. Tradizionalki, DSPak (Digital Signal Processor) izan dira potentzia-bihurgailuen eta, zehazki, MCaren kontrol-algoritmoak inplementatzeko erabili diren gailuak. Bitartean, FPGA bezalakoak DSPen gailu laguntzaile soil modura (normalean, etengailuen kommutazioarekin erlazionatutako funtzioak egiteko) erabili dira, duten potentziala guztiz erabili gabe.

Aldiz, FPGAek izan duten garapena kontuan hartuta, MCaren beharrizanei eraginkortasunez erantzuten dien soluzio izan daitezke. Belaunaldi berriko FPGAen potentziala probatzeko eta horiek potentzia-bihurgailuen kontrolagailu izan daitezkeela frogatzeko helburuarekin, MCaren kontrolaren inplementazioari ikuspuntu desberdin eta berritzaile batetik heldu zaio tesi honetan, FPGA bat erabili bai ta DSPetan oinarritutako ohiko soluzioen ordez (horrelakorik aurrez egin izanaren ezagutzarik ez dago). Sistema horrek zirkuitu bakarrean biltzen ditu hardware bloke bidez (VHDL lengoaia erabiliz) inplementatu diren MCaren modulazioeta kontrol-funtzioak, hala nola, bihurgailuaren mardultasuna handitzea helburu duten hainbat babes-funtzio. Horrela, FPGAek MCaren kontrol-eskakizun zorrotzenak inplementatzeko eta horien abiadura-ezaugarriei erantzuteko ahalmena dutela frogatu da. Gainera, FPGAek MCaren ezaugarriak hobetzeko aukera berriak eskaintzen dituzte, adibidez, dinamikoki birkonfiguratzeko ahalmena.

Potentzia-sistema berriak eta horien kontrolak gero eta konplexuagoak dira, eta MCa horren adibide garbia da. Horrek sistema horien garapena luzatzea eta zailtzea dakar. Aldiz, merkaturatze-denbora murrizteko helburuarekin, prozesu hori laburtzea ezinbestekoa da. Helburu horren lorpenean, simulazioa ezinbesteko tresna da. MCa eta horren kontrola biltzen dituen modeloa simulatzea, ordea, konplexua da, eta baliabide eta denbora asko hartzen ditu. Beraz, simulazio horiek azkartzeko eta kontrol-algoritmoen arazketa errazteko tresnak beharrezko dira. Zentzu horretan, SIL (Software In the Loop), HIL (Hardware In the Loop) eta RCP (Rapid Control Prototyping) denbora errealeko simulazioak agertzen dira. Horien bidez, MCaren eta edozein potentzia-sistemen garatzeeta probatze-prozesuak azkartu eta sinplifikatu daitezke. Simulazio-modu horiek gauzatzeko, simulatzaile digital boteretsuak erabili behar dira. Kasu honetan, RT-Lab eMEGAsim simulatzailea erabili da, PC talde eta FPGA batez osatua dagoena. RT-Lab simulatzailea erabilita, MCaren eta horren kontrolaren diseinu- eta probatze-prozesuak azkartzeko eta sinplifikatzeko baliagarri diren denbora errealeko zenbait plataforma inplementatu dira. Alde batetik, MCaren sistema osoa, bai potentzia-etapa eta bai kontrola, denbora errealean simulatzen duen modeloa inplementatu da. Horrela, simulazio tradizionalekin konparatuta, simulazioen exekuzioa azkartzen da. Bestetik, MCaren prototipatze azkarrerako plataforma egin da, era azkarrean prototipatutako MCaren kontrol- eta modulazio-algoritmoak denbora errealean eta baldintza errealetan (7.5 kW-etako MCaren prototipoan) probatzeko aukera eman duena.

Denbora errealeko simulazio-plataforma horiek gauzatzeko, RT-Lab-eko FPGAak MCaren kontroleko zenbait ataza garrantzitsu bete ditu. FPGArekin egin dira, besteak beste, MCaren eta RL kargaren zehaztasun handiko modeloak, edota MCaren prototipo errealarekin elkarrekintza.