基于FPGA的高精度DPWM發(fā)生器的研究.pdf

1、數字脈寬調制器(DPWM)是對高頻開關電源(SMPS)進行數字控制的關鍵模塊之一。在高能物理研究領域中的粒子加速器、核磁共振、超導電工技術研究以及計量測試等精密應用領域都迫切需要高精度的電源,為了獲得高精度的電源,關鍵的是耍有高精度的數字脈寬調制的信號。高精度DPWM的應用還包括微處理器電壓調節(jié)模塊,便攜式電子設備,音頻放大器等等。
　　首先,介紹了幾種常見的PWM的實現方式以及數字抖動的實現過程,并通過比較選擇了計數比較、倍頻移

2、相和數字抖動三者相混合的DPWM實現方案。該方案利用可編程邏輯門電路(FPGA)中數字時鐘管理的移相技術,折衷了三種實現方式的優(yōu)缺點,使時鐘頻率、功耗、心芯片面積、收斂速度等均達到可接受的范圍。該信號發(fā)生器可以通過修改實現脈沖的定寬調頻、調寬調頻等功能,以擴大該信號發(fā)生器的使用范圍。還完成了增量式數字PID模塊的編程,以便于實現開關電源的數字化閉環(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,將程序下載到試驗箱中用示波器測量DPWM發(fā)生器的輸出波形。將測量結果與理論計算結果、Quartus1I軟件仿真結果進行比較,以驗證了程序的正確性。實驗證明該DPWM發(fā)生器與傳統(tǒng)的只使用計數比較法的發(fā)生器相比,在時鐘頻率為50MHZ,輸出開關頻率為1.5625MHZ的條件下,將DPWM發(fā)生器的位數由5位提高到10位,脈沖的最小調節(jié)時間由20ns提高到2.5ns,且最低兩位可以數字抖動,DPWM