基于FPGA的高频PWM开关电源控制器设计

《基于FPGA的高频PWM开关电源控制器设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、江苏大学硕士学位论文摘要电力电子装置的控制技术随着电力电子技术的发展而愈来愈复杂。丌关电源是现代电力电子设备中不可或缺的组成部分，其质量的优劣以及体积的大小直接影响电子设备整体性能。高频化、小型化、数字化是开关电源的发展方向。在应用数字技术进行控制系统设计时，数字控制器的性能决定了控制系统的整体性能。数字化电力电子设备中的控制部分多以MCU／DSP为核心，以软件实现离散域的运算及控制。在很多高频应用的场合，目前常用的控制器(高性能单片机或DSP)的速度往往不能完全满足要求。FPGA具有设计灵活、集成度高、速度快、设计周期短等优点，与单片机和DSP相比，FPGA具

2、有更高的处理速度。同时FPGA应用在数字化电力电子设备中，还可以大大简化控制系统结构，并可实现多种高速算法，具有较高的性价比。依据FPGA的这些突出优点，本文将FPGA应用于直流开关电源控制器设计中，以实现开关电源数字化和高频化的要求。主要研究工作如下：介绍了基于FPGA的DC／DC数字控制器中A／D采样控制、数字PI算法的实现；重点描述了采用混合PWM方法实现高分辨率、高精度数字PWM的设计方案，并对各模块进行了仿真测试；用FPGA开发板进行了一部分系统的仿真和实际结果的检测，验证了文中的分析结论，证实了可编程逻辑器件在直流开关电源控制器设计中的应用优势。关键

3、词：可编程逻辑器件，FPGA，DC／DC开关电源，DPWM江苏大学硕士学位论文ABSTRACTThecontroltechnologyofpowerelectronicdevicesismoreandmorecomplexwiththedevelopmentofpowerelectronictechnology．Switchingmodepowersupply(SMPS)isasignificantpartofthepowerelectronics，whichaffectstheperformanceandvolumeoftheelectronicequipme

4、nt．Higherfrequency,modularconstructionanddigitalizationarethemaindevelopmenttendencyinthefieldoftheswitchingpowersupply．TheperformanceofthecontrolsystemdependsontheperformanceofMCU(MicroControlUnit)．Nowadays，MCU／DSPsareusedastheCOreincontrolmodulesofdigitalpowerelectronicdevices，thed

5、iscreteopermionandcontrolareimplementedbysoftware．Inmanyapplicationfieldsofhi}ghfrequenc5thespeedofthecontrollerswhicharewidelyusedatpresent(suchashighperformancesinglechiporDSP)can’tmeettheneeds．ComparedwithMCUandDSP,theCPLD／FPGAdevicespossesshigherspeed，whichCansimplifythesystemstr

6、ucture，implementhighspeedalgorithmandhigherperformance／priceratio．KeepinginmindoftheFPGAs’advantages，thisthesisappliesitinpowerelectroniccontroltechnologytomeettheneedsofsomereal·timeapplication．Anovelhigh—precisiondigital—PWMDC／DCconverter’Scontrollerisdesignedwhichisimplementedbyac

7、hipoftheFieldProgrammableGateArray(FPGA)．ThefunctionsandtheimplementationsofdigitalA／Dconverter，digitalPIcontrolleranddigitalPWMareintroduced．HybridPWMmethodisparticularlydescribedtorealizethehigh—resolutionandhigh—precisiondigitalPWMdesign．Simulationandactualwaveforeverymodulearecar

8、dedout．Thein