- 1、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。。
- 2、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 3、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
基于低成本FPGA 的高精度DPWM 设计与实现
基于低成本 FPGA 的高精度DPWM 设计与实现 陈志杰 陈宗祥 惠琪 葛芦生 安徽工业大学电力电子与电力传动重点实验室,马鞍山 243002 Email :lsge@ 摘 要 本文提出了一种在低成本 FPGA 上实现高精度 DPWM(Digital Pulse Width Modulation) 的方法。 该方法利用了 FPGA 中的锁相环PLL(Phase Locked Loop) 的倍频相移功能,以及高频计数和比较模块。本文论 述了各个模块的原理与实现方法,并采用 Altera 公司出品的低成本 FPGA——Cyclone-II ,成功实现了开关频 率为 1MHz 条件下的 9 位 DPWM 分辨率,其最小可调精度达到 2ns 。本文最后通过仿真及实验进行了验证。 关键词 FPGA DPWM PLL 高精度 1 引言 近年来,数字控制多应用于开关电源SMPS(Switched Mode Power Supplies)[1-7] 。其关键原因在 于,数字控制相对于模拟控制有很多优势。例如,高频DPWM技术可以大大缩小DC-DC变换器中 无源元件的体积,从而实现便携式的需求。同时,数字控制具有可编程能力,可以通过编程灵活的 改变以及实现更复杂的控制策略。 数字控制是利用DPWM来产生开关电源的控制信号。开关电源输出电压的精度越高,要求 DPWM 的分辨率就越高。可以说,DPWM 的分辨率直接决定了输出电压的精度。随着技术的发展, ADC 的分辨率已经不是数字控制的主要问题。但如果DPWM 的分辨率低于ADC 的分辨率,便会使 开关周期受到限制[8-9]。 虽然DPWM可以使用计数器和比较器的方法来简单实现,但这种方法的弊端在于,随着DPWM分 辨率的提高,所需的系统时钟频率会要求提高的更多。为了达到开关频率f sw ,需要N位的DPWM , N 而此时的时钟频率需要到达 2 f· sw才能满足系统要求。对于现在的开关电源而言,显然是难以满足 的。例如,系统的开关频率达到了 1MHz,需要DPWM 的分辨率达到 10 位,此时要求时钟频率需 要达到 1GHz。这样不但会造成设计的困难,还会增加系统的损耗,影响系统效率。 为了克服以上问题,本文提出一种基于低成本FPGA——Cyclone-II产生高精度DPWM 的方法。这 种方法利用FPGA 中PLL 的倍频移相技术,结合计数比较模块,在系统外部输入时钟为 50MHz、开 关频率为 1MHz的情况下,得到分辨率可达 9 位的DPWM 。文章论述了产生高精度DPWM 的各部 分结构的工作原理以及最终的实现方法,并给出了基于Quartus-II仿真的实验结果。 2 高精度DPWM 的结构与原理 高精度DPWM 的结构如图 1 所示。该DPWM结构由三部分组成:PLL倍频移相模块、低精度DPWM 产生模块以及最终产生高精度DPWM 的延迟线模块。 2.1 PLL倍频移相模块 PLL倍频移相模块的内部结构如图 2 所示。PLL模块是Altera 的FPGA所特有的,和传统的锁相环一 样,属于模拟电路。通过PLL可以对输入的时钟进行倍频和移相,从而得到多路输出。 国家自然科学基金项目(资助号) 针对输入时钟频率的不同,可以设置整数及分数倍倍频。同时,PLL 还可以对其输出时钟进行相 位延迟的设置。 图 1 高精度 DPWM 内部结构 图2 PLL 倍频移相模块内部结构 以 Cyclone-II 系列 FPGA 为例,输入时钟为 50MHz,倍频系数设为 8/5,此时的输出频率为 80MHz,Cyclone-II 系列的 FPGA ,其PLL 都有三路输出,可以将三路输出相位设置成 0°、90°、 180°,从而得到三路频率均为 80MHz,相位各延迟 90°的输出时钟。 在本设计中,要求DPWM 的分辨率达到9 位,除去 2 位的LSB ,由PLL提供的内部时钟频率f clk 应达到 29-2=128MHz 。由于要得到四路输出,所以需使用 2 片PLL 。通常Cyclone-II 系列的FPGA 中集成了 4 片PLL 。另外,值得注意的是PLL 的输入是固定的,必须是外部时钟
您可能关注的文档
- 在音频放大器中,前置放大器.PPT
- 坏死-变性(脱髓鞘).PPT
- 型号基本特性说明-传感器世界仪器仪表专家网.PDF
- 城乡一体化附件.DOC
- 城阳区职教中心组集体备课记录.DOC
- 基于(TI)C6711 浮点DSP 的双音多频信号检测的实现The Detecting of.PDF
- 培养英语耳朵.PPT
- 基于51单片机的数字频率计-福星电子.PDF
- 在卖方导向电子市集.PPT
- 地理位置;地形;气候.PPT
- 基于信号空间的最佳FIR 分数延迟滤波器的设计方法 - 电子与信息学报.PDF
- 基于PACS系统的声阻抗和电测听设备接入的探讨与实现 - 中国数字医学.PDF
- 基于Vivado HLS的FFT IP核设计与实现 - 电子器件.PDF
- 基于信息熵的不完备信息系统属性约简算法-重庆邮电大学学报.PDF
- 基于RS 和GIS 的北京市景观生态安全评价 - 应用生态学报.PDF
- 基于分布约简的获取规则的增量式方法-福州大学学报.PDF
- 基于作物水分胁迫声发射技术的无线传感器网络精量-农业工程学报.PDF
- 基于信道感知与监测的传感器网络传输参数自适应调整方法-信号处理.PDF
- 基于光纤的矢量和微波光子移相器研究-自然科学版.PDF
- 基于光子晶体光纤中简并四波混频效应的高效可调谐偏振不敏感波长.PDF
有哪些信誉好的足球投注网站
文档评论(0)