基于FPGA的PWM控制器設(shè)計(jì)及應(yīng)用.pdf

1、數(shù)字電源與傳統(tǒng)的模擬電源相比具有靈活變換、精確控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，在近幾年得到高速發(fā)展，尤其在高端領(lǐng)域是模擬電源不能替代的。隨著越來(lái)越多的國(guó)際設(shè)計(jì)公司開(kāi)始涉足數(shù)字電源，數(shù)字電源正成為電源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件(FPGA)是一種新型集成電路，可以將眾多的控制功能模塊集成為一體，具有集成度高、實(shí)用性強(qiáng)、高性價(jià)比、便于開(kāi)發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本文研究和設(shè)計(jì)了一款基于FPGA 電壓控制型PW

2、M 數(shù)字控制器，控制器結(jié)構(gòu)分三個(gè)部分：ADC、PID 控制器和數(shù)字PWM 發(fā)生器。根據(jù)ADC的分辨率和采樣率要求選用合適的A/D 轉(zhuǎn)換電路；數(shù)字PID 控制器是通過(guò)設(shè)計(jì)連續(xù)域的PID 控制器，利用零極點(diǎn)匹配方法將其轉(zhuǎn)換成離散域PID 控制器；數(shù)字PWM 發(fā)生器的設(shè)計(jì)是根據(jù)系統(tǒng)精度要求確定分辨率要求，經(jīng)分析比較各種方法后確定采用計(jì)數(shù)-比較方式實(shí)現(xiàn)。
　　 整個(gè)設(shè)計(jì)利用Altera 公司的EDA 工具Quartus Ⅱ軟件，采用自頂

3、向下的方法對(duì)該控制器進(jìn)行了RTL級(jí)詳細(xì)設(shè)計(jì)，運(yùn)用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)易于移植，整個(gè)控制系統(tǒng)便于功能擴(kuò)展和升級(jí)。設(shè)計(jì)完成后，對(duì)各模塊和系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，最后將程序下載到EP2C5Q208C8N 芯片中進(jìn)行了系統(tǒng)功能測(cè)試。
　　 數(shù)字控制器的系統(tǒng)驗(yàn)證是先通過(guò)Simulink 建立系統(tǒng)模型，驗(yàn)證控制器的環(huán)路補(bǔ)償特性和系統(tǒng)穩(wěn)定性，然后將控制器應(yīng)用于Buck 電路進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明紋波系數(shù)為1.6％；在負(fù)載或輸入電壓變化情況下，電源系統(tǒng)的輸出