基于FPGA的高精度數(shù)字電源設計
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5 高精度PWM脈沖的生成
PWM的生成主要由脈寬寄存器、緩沖寄存器、周期寄存器、死區(qū)寄存器、死區(qū)發(fā)生器、數(shù)值比較器、控制邏輯等部分組成。脈寬寄存器,決定各路PWM信號的脈寬;緩沖寄存器,實現(xiàn)對脈寬數(shù)據的緩沖;周期寄存器,決定PWM的斬波周期;死區(qū)寄存器,決定H橋臂的死區(qū)時間。脈寬寄存器在每個開關周期更新一次,其輸出數(shù)據經緩沖后與基準計數(shù)器進行數(shù)值比較,得到各路PWM信號。再經死區(qū)電路處理,最后產生4路PWM驅動信號,驅動相應的功率器件。
基準計數(shù)器,用來產生類似模擬電路中的三角波基準,是一個最小計算值為0,最大計算值為周期寄存器中保存的數(shù)值、計數(shù)方向交替變換的可逆計數(shù)器?；鶞视嫈?shù)單元在最大計數(shù)值時產生一個同步信號SYN,當其有效時將4個脈沖寬度的數(shù)據存入各自的緩沖寄存器,實現(xiàn)雙緩沖,使各個脈沖寬度寄存器在SYN無效時可依次更新而不影響最終的功率器件導通。
6 結束語
本文以FPGA芯片EP1C20為核心,敘述了實現(xiàn)數(shù)字化電源控制調節(jié)器的一種方法,根據現(xiàn)場工藝要求在FPGA中可靈活配置控制方案而無需重新配置硬件,外圍電路(如ADC、DAC等)選用高精度、低溫漂的器件,從而實現(xiàn)高精度的數(shù)字化電源,這是模擬系統(tǒng)所不及的。同時,由于控制調節(jié)的核心采用了數(shù)字化電路,系統(tǒng)自身的抗干擾能力明顯優(yōu)于模擬系統(tǒng)。
目前,在很多應用領域中,需要數(shù)十臺甚至更多電源同時協(xié)調工作,即適應網絡化電源應用,而上述方案的數(shù)字化電源,通過Nios軟核CPU的強大通訊功能,可以很方便的實現(xiàn)批量電源的網絡化管理。
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