基于fpga数字化电源控制器研究

《基于fpga数字化电源控制器研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、西安理工大学学报JournalofXi’anUniversityofTechnology(2010)Vo1．26No．4437文章编号：1006-4710(2010)04-0437-06基于FPGA的数字化电源控制器研究尚婷，孙强，杨延西(西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西西安710048)摘要：提出了一种基于FPGA的高精度数字化电源控制器设计方案。从系统的角度分析了数字化PI调节算法、数字化PWM波形发生器和通讯模块等各部分的实现方式。利用FPGA和Verilog硬件描述语言在实验装置上进行了验证，实现了开关电源的数字化闭环控制。研究结果表明，同其它数字控制

2、方式相比，本系统提高了PWM的精度和设计升级的灵活性。关键词：数字化；FPGA；PWM；PI调节器中图分类号：TP273文献标志码：AResearchonDigitalPowerSupplyControllerBasedonFPGASHANGTing，SUNQiang，YANGYan—xi(FacultyofAutomationandInformationEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China)Abstract：ThispaperproposesaprogramofFPGA—basedhig

3、h—precisiondigitalpowersupplycontrollerandanalyzestheimplementationofeachpartofthesystem，includingthedigitalPIregulatoralgorithm，thedigitalPWMwaveformgeneratorandcommunicationmoduleasviewedfromtheangleofthesystem．ThepaperverifiestheresultontheexperimentalplatformwithFPGAandVeriloghardw

4、aredescriptionlanguage，anditachievesthedigitalclosed—loopswitchingpowersupplycontro1．ExperimentalresultsshowthatthesystemimprovetheaccuracyofPWMandflexibilityofthedesignincomparisonwiththeothercontrolpattern．Keywords：digitalization；FPGA；PWM；PIregulator大功率开关电源在航天以及军工等领域都是本文针对大功率数字电源稳定性差

5、、精确度低等不可缺少的设备，近年来已成为众多研究机构的研问题，选用Ahera公司Cyclone系列EP1C12Q240C8究热点，而数字化控制以其控制灵活性好、可靠性FPGA芯片，设计了基于FPGA的高精度数字电源控高、易采用高性能控制算法等诸多优点正在逐步取制系统并使用Verilog—HDL语言在QuartusII7．2集代模拟电路控制方式。更高频率、更低损耗成为大成环境下进行软件仿真，最终在GW48一SOPC／EDA功率开关电源主要的研究方向。由于现场可编程实验箱上进行下载调试和实验，取得了满意的结果。门阵列器件(FPGA)具有经济性、低功耗性、便于开1控制系统

6、组成发和维护(升级)，以及速度更快、集成度更高、通用性更强等优势，近年来得到了广泛的应用。FPGA本研究系统是以现场可编程门阵列(FPGA)为芯片可以用Verilog—HDL(超高速集成电路硬件描述基础的全数字控制高精度开关电源。在实际使用语言)进行至顶向下的设计开发，设计者不需要了中要求其具有体积小、效率高，抗干扰能力强等特解硬件的结构，就可以通过软件编程，用硬件来实点，其电源系统如图1所示。图中，系统控制及调节现所需的控制，因此系统的抗干扰性能优于其他数功能主要由基于FPGA的数字电源控制器完成。本字控制系统⋯。研究系统用以按设计要求来调节电源的输出电压收稿日期

7、：2010-04—22基金项目：国家自然科学基金资助项目(60805020)。作者简介：尚婷(1982一)，女，陕西西安人，硕士生，研究方向为电力电子技术及工业特种电源。E-mail：shinol07@sina．com。孙强(1955一)，男，安徽风阳人，教授，研究方向为现代高效功率变换器理论及应用。E—mail：sq@xaut．edu．cn。438西安理工大学学报(2oio)第26卷第4期和电流。语言的源程序，下面主要介绍这些模块的实现方法与具体功能。开关电源}电路1．1数字PI算法][。输L{；电隔—离驱—动—电一路lII反馈电流本设计将连续时间范围内的PI