基于FPGA的混沌频率调制数字开关电源控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开一种基于FPGA的混沌频率调制数字开关电源控制电路，包括PID占空比参数计算电路、混沌序列产生电路、混沌信号处理电路、数字脉宽调制电路；所述PID占空比参数计算电路与数字脉宽调制电路进行电气连接；所述混沌序列产生电路与混沌信号处理电路进行电气连接；所述混沌信号处理电路与数字脉宽调制电路进行电气连接；所述数字脉宽调制电路与电路输出信号进行电气连接。该电路可以实现数控开关电源开关频率的混沌调制，调制范围可控，能抑制数控开关电源的电磁干扰，可用于数字化开关电源控制芯片设计。

【技术实现步骤摘要】
基于FPGA的混沌频率调制数字开关电源控制电路
本技术涉及电力电子控制
，更具体地说，是涉及一种混沌频率的脉宽调制调制FPGA控制电路，其适用于数字式开关电源的电磁干扰抑制控制。
技术介绍
由于数控开关电源特有的可编程性、可移植性、可实现多功能控制等特性，使其越来越受到市场的青睐，然而由于开关电源的输入电流和开关管电压含有丰富的导致电磁干扰噪声的开关频率谐波成分，能量集中在开关频率及其倍频处，形成了严重的电磁干扰。应用混沌频率调制技术可以将噪声谐波频率分散，降低离散谐波幅值，是功率谱呈连续频谱特性，抑制电磁干扰。而目前特别是在数字开关电源控制领域，还缺乏经济有效、通用性强的混沌频率调制方案。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于FPGA的混沌频率调制数字开关电源控制电路，可以实现开关频率的混沌调制，调制范围可以通过参数设置，能有效抑制数字开关电源的电磁干扰。本技术解决其技术问题的技术方案是：一种基于FPGA的混沌频率调制数字开关电源控制电路，其特征在于：包括PID占空比参数计算电路、混沌序列产生电路、混沌信号处理电路、数字脉宽调制电路；所述PID占空比参数计算电路与数字脉宽调制电路进行电气连接；所述混沌序列产生电路与混沌信号处理电路进行电气连接；所述混沌信号处理电路与数字脉宽调制电路进行电气连接；所述数字脉宽调制电路与电路输出信号进行电气连接。所述混沌序列产生电路中，延时下降沿一(SinglePulse1)的输出端与数据选择器一(Multiplexe1)的数据选择端口相连，数据选择器二(Multiplexe2)的输出端与数据选择器一(Multiplexe1)的“0”输入端相连，常数一(Constant1)混沌映射初始值与数据选择器一(Multiplexe1)的“1”输入端相连，数据选择器一(Multiplexe1)的输出端与混沌映射函数电路的输入端和数据选择器二(Multiplexe2)的“1”输入端相连，混沌映射函数电路的输出端与数据选择器二(Multiplexe2)的“0”输入端相连，数据选择器二(Multiplexe2)的数据选择端与数字比较器脉宽调制电路的比较器一(Comparator1)的输出端相连，数据选择器二(Multiplexe2)的输出端即混沌序列Nc与混沌信号处理电路相连；每当比较器一(Comparator1)的输出端为低电平即一个新的开关周期开始时，生成一个新的混沌数Nc。所述混沌信号处理电路中，数据选择器二(Multiplexe2)的输出端即混沌序列与数据总线一(AltBus1)的输入端相连，数据总线一(AltBus1)的输出端与乘法器一(Product1)的一个输入端相连，常数二(Constant2)混沌频率调制度参数Re与乘法器一(Product1)的另一个输入端相连，乘法器一(Product1)的输出端与数据选择器三(Multiplexe3)的“0”输入端相连，常数三(Constant3)固定周期偏移值N’与数据选择器三(Multiplexe3)的“1”输入端相连，输入信号In2即混沌频率调制开关信号与数据选择器三(Multiplexe3)的数据选择端口相连，数据选择器三(Multiplexe3)的输出端与加法器一(Adder1)的一个输入端相连，常数四(Constant4)周期加数N与加法器一(Adder1)的另一个输入端相连，加法器一(Adder1)的输出端与延时单元一(Delay1)的输入端相连，延时单元一(Delay1)的输出端即开关周期数NT与数字脉宽调制电路相连；当输入信号In2即混沌频率调制开关信号为高电平时，开关周期数NT为固定值N’+N，则开关频率为固定值f/(N’+N),其中f为累加器(Inc1)的工作时钟，当输入信号In2即混沌频率调制开关信号为低电平时，开关周期数NT为混沌变化值Nc·Re+N，则开关频率为混沌调制值f/(Nc·Re+N)，每个新的开关周期，由Nc决定开关频率，Re的大小决定了频率调制度，Re越大开关频率变化范围越大。所述的PID占空比参数计算电路和数字脉宽调制电路中，输入信号In1即电源反馈信号与PID占空比参数计算电路的输入端相连，PID占空比参数计算电路的输出端即占空比参数D与比较器二(Comparator2)的“b”输入端相连,累加器(Inc1)的输出端与比较器二(Comparator2)的“a”输入端和比较器一(Comparator1)的“b”输入端相连，比较器二(Comparator2)的输出端与累加器(Inc1)的复位端相连，比较器一(Comparator1)的“a”输入端与开关周期数NT相连，比较器二(Comparator2)的输出端与S-R触发器的“R”输入端相连，比较器一(Comparator1)的输出端与S-R触发器的“S”输入端相连，S-R触发器的输出端Q即开关脉冲与电路的输出信号Out相连；当累加器(Inc1)的复位为0开始计数即一个新的开关周期开始时，开关脉冲输出高电平，一旦累加器(Inc1)大于占空比参数D,开关脉冲就锁定输出低电平直到累加器(Inc1)大于NT，一个开关周期结束，然后累加器(Inc1)复位为0，开始一个新的开关周期。本技术的有益效果是：可以实现数控开关电源开关频率的混沌调制，调制范围可控，能抑制数控开关电源的电磁干扰，可用于数字化开关电源控制芯片设计。附图说明图1是本技术电路原理框图。具体实施方式本技术为FPGA电路实现设计方案，其中混沌映射函数电路和PID占空比参数计算电路可采用常用设计方案作为电路模块。一种基于FPGA的混沌频率调制数字开关电源控制电路，包括PID占空比参数计算电路3、混沌序列产生电路1、混沌信号处理电路2、数字脉宽调制电路4；所述PID占空比参数计算电路与数字脉宽调制电路进行电气连接；所述混沌序列产生电路与混沌信号处理电路进行电气连接；所述混沌信号处理电路与数字脉宽调制电路进行电气连接；所述数字脉宽调制电路与电路输出信号进行电气连接。混沌序列产生电路包括下降沿一(SinglePulse1)、数据选择器一(Multiplexe1)和数据选择器二(Multiplexe2)、常数一(Constant1)混沌映射初始值、混沌映射函数电路；所述混沌序列产生电路中，延时下降沿一(SinglePulse1)的输出端与数据选择器一(Multiplexe1)的数据选择端口相连，数据选择器二(Multiplexe2)的输出端与数据选择器一(Multiplexe1)的“0”输入端相连，常数一(Constant1)混沌映射初始值与数据选择器一(Multiplexe1)的“1”输入端相连，数据选择器一(Multiplexe1)的输出端与混沌映射函数电路的输入端和数据选择器二(Multiplexe2)的“1”输入端相连，混沌映射函数电路的输出端与数据选择器二(Multiplexe2)的“0”输入端相连，数据选择器二(Multiplexe2)的数据选择端与数字比较器脉宽调制电路的比较器一(Comparator1)的输出端相连，数据选择器二(Multiplexe2)的输出端即混沌序列Nc与混沌信号处理电路相连；每当比较器一(Comparator1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA的混沌频率调制数字开关电源控制电路，其特征在于：包括PID占空比参数计算电路、混沌序列产生电路、混沌信号处理电路、数字脉宽调制电路；所述PID占空比参数计算电路与数字脉宽调制电路进行电气连接；所述混沌序列产生电路与混沌信号处理电路进行电气连接；所述混沌信号处理电路与数字脉宽调制电路进行电气连接；所述数字脉宽调制电路与电路输出信号进行电气连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的混沌频率调制数字开关电源控制电路，其特征在于：包括PID占空比参数计算电路、混沌序列产生电路、混沌信号处理电路、数字脉宽调制电路；所述PID占空比参数计算电路与数字脉宽调制电路进行电气连接；所述混沌序列产生电路与混沌信号处理电路进行电气连接；所述混沌信号处理电路与数字脉宽调制电路进行电气连接；所述数字脉宽调制电路与电路输出信号进行电气连接。2.根据权利要求1所述基于FPGA的混沌频率调制数字开关电源控制电路，其特征在于：所述混沌序列产生电路中，延时下降沿一的输出端与数据选择器一的数据选择端口相连，数据选择器二的输出端与数据选择器一的“0”输入端相连，常数一混沌映射初始值与数据选择器一的“1”输入端相连，数据选择器一的输出端与混沌映射函数电路的输入端和数据选择器二的“1”输入端相连，混沌映射函数电路的输出端与数据选择器二的“0”输入端相连，数据选择器二的数据选择端与数字比较器脉宽调制电路的比较器一的输出端相连，数据选择器二的输出端即混沌序列Nc与混沌信号处理电路相连；每当比较器一的输出端为低电平即一个新的开关周期开始时，生成一个新的混沌数Nc。3.根据权利要求1所述基于FPGA的混沌频率调制数字开关电源控制电路，其特征在于：所述混沌信号处理电路中，数据选择器二的输出端即混沌序列与数据总线一的输入端相连，数据总线一的输出端与乘法器一的一个输入端相连，常数二混沌频率调制度参数Re与乘法器一的另一个输入端相连，乘法器一的输出端与数据选择器三的“0”输入端相连，常数三固定周期偏移值N’与数据选择器三的“1”输入端相连，输入信号In2即混沌频率调制开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛俊英，蔡泽凡，王思宏，伍世瑞，
申请(专利权)人：顺德职业技术学院，
类型：新型
国别省市：广东,44