基于FPGA的數(shù)字化電源控制器的研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展,用電設(shè)備對(duì)高質(zhì)量電源的需求日益增多,應(yīng)用模擬電路控制電源的研究與應(yīng)用已經(jīng)發(fā)展多年,但它仍存在許多不足之處。集成系統(tǒng)和數(shù)字控制技術(shù)的完美結(jié)合與迅猛發(fā)展,帶動(dòng)電力電子電路控制領(lǐng)域向著更高頻率、更低損耗的方向發(fā)展。現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列器件(FPGA)是近年出現(xiàn)的高集成電路,具有經(jīng)濟(jì)、高速度、低功耗、便于開(kāi)發(fā)和維護(hù)(升級(jí))等顯著優(yōu)點(diǎn)。并以其速度更快、集成度更高、通用性更強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),從單片機(jī)和DSP等集成電路中脫穎而出,成為目前電力電子

2、控制領(lǐng)域中研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)。基于上述優(yōu)勢(shì),課題深入研究了基于FPGA的數(shù)字化電源控制系統(tǒng)。首先較為詳細(xì)的分析了課題應(yīng)用的全橋變換器以及目前比較流行的幾種控制方式；在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的數(shù)字化控制方案,并在Cyclone EP1C12Q240C8芯片上進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)表明本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)單環(huán)控制,控制方式為移相或有限雙極性兩種可選；人機(jī)接口單元的設(shè)計(jì)很好的實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。基于FPGA強(qiáng)大硬件并行能力,加快了控制器的運(yùn)算

3、速度,提高了控制效率；由于FPGA設(shè)計(jì)靈活、可任意配置,PWM信號(hào)發(fā)生器可根據(jù)被控對(duì)象的需求產(chǎn)生任意路數(shù)的PWM輸出信號(hào),并具有相位可調(diào)、占空比可調(diào)、接口簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。所有設(shè)計(jì)均是利用Verilog HDL語(yǔ)言,在QuartusⅡ下完成設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證。并以220V交流輸入,24V恒壓輸出,頻率為12KHZ,功率為300W的開(kāi)關(guān)電源作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),以設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)進(jìn)行PI閉環(huán)調(diào)節(jié)控制,實(shí)驗(yàn)結(jié)果理想,較好的完成了設(shè)計(jì)目標(biāo)。驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性以及