基于FPGA的高精度DPWM發(fā)生器的研究.pdf

1、數(shù)字脈寬調(diào)制器(DPWM)是對(duì)高頻開(kāi)關(guān)電源(SMPS)進(jìn)行數(shù)字控制的關(guān)鍵模塊之一。在高能物理研究領(lǐng)域中的粒子加速器、核磁共振、超導(dǎo)電工技術(shù)研究以及計(jì)量測(cè)試等精密應(yīng)用領(lǐng)域都迫切需要高精度的電源,為了獲得高精度的電源,關(guān)鍵的是耍有高精度的數(shù)字脈寬調(diào)制的信號(hào)。高精度DPWM的應(yīng)用還包括微處理器電壓調(diào)節(jié)模塊,便攜式電子設(shè)備,音頻放大器等等。
　　首先,介紹了幾種常見(jiàn)的PWM的實(shí)現(xiàn)方式以及數(shù)字抖動(dòng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程,并通過(guò)比較選擇了計(jì)數(shù)比較、倍頻移

2、相和數(shù)字抖動(dòng)三者相混合的DPWM實(shí)現(xiàn)方案。該方案利用可編程邏輯門(mén)電路(FPGA)中數(shù)字時(shí)鐘管理的移相技術(shù),折衷了三種實(shí)現(xiàn)方式的優(yōu)缺點(diǎn),使時(shí)鐘頻率、功耗、心芯片面積、收斂速度等均達(dá)到可接受的范圍。該信號(hào)發(fā)生器可以通過(guò)修改實(shí)現(xiàn)脈沖的定寬調(diào)頻、調(diào)寬調(diào)頻等功能,以擴(kuò)大該信號(hào)發(fā)生器的使用范圍。還完成了增量式數(shù)字PID模塊的編程,以便于實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電源的數(shù)字化閉環(huán)控制。
　　然后,以ALTERA公司的Cyclone II系列FPGA為載體,在Qu

3、artus II軟件中仿真正確后完成引腳分配,將程序下載到試驗(yàn)箱中用示波器測(cè)量DPWM發(fā)生器的輸出波形。將測(cè)量結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果、Quartus1I軟件仿真結(jié)果進(jìn)行比較,以驗(yàn)證了程序的正確性。實(shí)驗(yàn)證明該DPWM發(fā)生器與傳統(tǒng)的只使用計(jì)數(shù)比較法的發(fā)生器相比,在時(shí)鐘頻率為50MHZ,輸出開(kāi)關(guān)頻率為1.5625MHZ的條件下,將DPWM發(fā)生器的位數(shù)由5位提高到10位,脈沖的最小調(diào)節(jié)時(shí)間由20ns提高到2.5ns,且最低兩位可以數(shù)字抖動(dòng),DPWM