论文部分内容阅读
随着科技的发展,用电设备对高质量电源的需求日益增多,应用模拟电路控制电源的研究与应用已经发展多年,但它仍存在许多不足之处。集成系统和数字控制技术的完美结合与迅猛发展,带动电力电子电路控制领域向着更高频率、更低损耗的方向发展。现场可编程门阵列器件(FPGA)是近年出现的高集成电路,具有经济、高速度、低功耗、便于开发和维护(升级)等显著优点。并以其速度更快、集成度更高、通用性更强等优势,从单片机和DSP等集成电路中脱颖而出,成为目前电力电子控制领域中研究与应用的热点。基于上述优势,课题深入研究了基于FPGA的数字化电源控制系统。首先较为详细的分析了课题应用的全桥变换器以及目前比较流行的几种控制方式;在此基础上,设计了一种基于FPGA的数字化控制方案,并在Cyclone EP1C12Q240C8芯片上进行控制系统的设计实现。实验表明本系统可实现单环控制,控制方式为移相或有限双极性两种可选;人机接口单元的设计很好的实现人机交互。基于FPGA强大硬件并行能力,加快了控制器的运算速度,提高了控制效率;由于FPGA设计灵活、可任意配置,PWM信号发生器可根据被控对象的需求产生任意路数的PWM输出信号,并具有相位可调、占空比可调、接口简单等特点。所有设计均是利用Verilog HDL语言,在QuartusⅡ下完成设计和仿真验证。并以220V交流输入,24V恒压输出,频率为12KHZ,功率为300W的开关电源作为实验平台,以设计的控制系统进行PI闭环调节控制,实验结果理想,较好的完成了设计目标。验证了设计的可行性以及高效性。整个系统配置灵活、易于修改升级,各个模块也均具有很强的移植性。