數(shù)字化開關(guān)電源的SOPC嵌入式控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、數(shù)字化控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，推動開關(guān)電源向著更高功率密度、更高頻率、更高性能、更低損耗的方向發(fā)展。Altera公司推出NiosⅡ軟核處理器以及SOPC片上系統(tǒng)解決方案，很大程度上改變了傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，兼具硬件的高速性和軟件的靈活性，使得硬件電路更加簡單、高效，軟件設(shè)計(jì)更加輕松、移植性更強(qiáng)。非常適合開關(guān)電源的數(shù)字化控制。
　　結(jié)合數(shù)字控制及SOPC嵌入式的優(yōu)勢，本文提出一種數(shù)字化開關(guān)電源的SOPC嵌入式控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案，并

2、將其應(yīng)用到基于兩級解耦控制的開關(guān)功率變換器中;提出了一種數(shù)字PID及其復(fù)合化控制策略:在電流數(shù)字PID閉環(huán)調(diào)節(jié)基礎(chǔ)上，引入關(guān)于兩級電流“權(quán)值修正”+“閾值評估”的反饋控制，以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和高速調(diào)節(jié);研究了高頻高精度DPWM控制技術(shù)，以提高開關(guān)功率變換器控制性能。
　　在理論研究的基礎(chǔ)上，本文分別從硬件電路設(shè)計(jì)、軟件實(shí)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方面進(jìn)行了大量的研究工作。選用EP3C25Q240C8作為系統(tǒng)核心控制部件，對其設(shè)計(jì)了供電、配置、顯示

3、、存儲、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、串行通信、開關(guān)量、功率驅(qū)動等硬件電路，制作出高性能的電源控制器;并在該硬件控制平臺上，搭建開關(guān)電源的SOPC軟件架構(gòu)，分配系統(tǒng)時鐘資源，利用狀態(tài)機(jī)的方式實(shí)現(xiàn)復(fù)合化控制策略，驗(yàn)證其良好的控制特性;同時還設(shè)計(jì)了移相PWM、高頻多自由度DPWM發(fā)生器，高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、串行通信等控制單元來構(gòu)建嵌入式控制系統(tǒng)，最終搭建樣機(jī)，并帶工藝負(fù)載測試，驗(yàn)證其先進(jìn)性和優(yōu)越性。實(shí)驗(yàn)表明所設(shè)計(jì)的數(shù)字開關(guān)電源嵌入式控制系統(tǒng)，功能完善、調(diào)節(jié)靈活、交