一种基于FPGA的控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开一种基于FPGA的控制电路，包括电压采集模块、A/D转换电路、FPGA控制模块和DC/DC模块，所述的电压采集模块与A/D转换电路连接，所述的A/D转换电路与FPGA控制模块连接，所述的FPGA控制模块与DC/DC模块连接，基准电压输入到FPGA控制模块的输入端。本实用新型专利技术结构简单，能够自动控制电压的稳定，保证负载的输入电压不会波动过大，同时采用数字控制，克服了模拟电路控制中的缺陷和干扰。

【技术实现步骤摘要】

本技术设计一种电路控制领域，特别涉及一种简化的，基于FPGA的电压控制电路。
技术介绍
电力电子器件经历了工频、低频、中频到高频的发展历程,与此相应,电力电子电路的控制也从最初以相位控制为手段的,由分立元件组成的控制电路发展到集成控制电路,再到如今的旨在实现高频开关的计算机控制,并向着更高频率、更低损耗和全数字化的方向发展。模拟控制电路存在控制精度低、动态响应慢、参数整定不方便,温度漂移严重、容易老化等缺点。用数字化控制代替模拟控制,可以消除温度漂移等常规模拟调节器难以克服的缺点,有利于参数整定和变参数调节,通过软件程序的改变,方便地调节控制方案和实现多种新型控制策略,同时可以减少元器件的数目、简化硬件结构,从而提高系统的可靠性。在现有技术中，一些领域需要输出稳定的电压值到负载，而常规电源随着放电时间、干扰等外界因素，电压会随着改变，一种能够自动调节电压，结构简单的控制电路越来越重要。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于FPGA的控制电路，该电路结构简单，能够自动调节负载电路中的电压，保证负载输入端电压输入稳定。为了达到上述目的，本技术包括电压采集模块、A/D转换电路、FPGA控制模块和DC/DC模块，所述的电压采集模块与A/D转换电路连接，所述的A/D转换电路与FPGA控制模块连接，所述的FPGA控制模块与DC/DC模块连接，基准电压输入到FPGA控制模块的输入端。所述的FPGA控制模块包括FPGA芯片、数字pi控制器、数字脉宽调制器，所述的A/D转换电路将电压数据传递至FPGA芯片，基准电压传递至FPGA芯片，所述的FPGA的输出端与数字PI控制器连接，所述的数字PI控制器与数字脉宽调制器连接，所述的数字脉宽调制器输出PWM信号至DC/DC模块。所述的A/D转换电路的型号为TLC5510。所述的DC/DC模块包括具有升压和降压功能的DC/DC控制器。本技术结构简单，能够自动控制电压的稳定，保证负载的输入电压不会波动过大，同时采用数字控制，克服了模拟电路控制中的缺陷和干扰。附图说明图1为本技术所述的控制电路结构示意图。图2为本技术所述的一种A/D转换模块芯片外围电路图。图中的附图标记分别为：1.电压采集模块；2.A/D转换电路；3.FPGA芯片；4.数字PI控制器；5.数字脉宽调制器；6.DC/DC模块。具体实施方式下面结合附图对本技术进一步描述。本技术包括电压采集模块1、A/D转换电路2、FPGA控制模块和DC/DC模块6，电压采集模块1与A/D转换电路2连接，A/D转换电路2与FPGA控制模块连接，FPGA控制模块与DC/DC模块6连接，基准电压输入到FPGA控制模块的输入端。FPGA控制模块包括FPGA芯片3、数字PI控制器4、数字脉宽调制器5，A/D转换电路2将电压数据传递至FPGA芯片3，基准电压传递至FPGA芯片3，FPGA的输出端与数字PI控制器4连接，数字PI控制器4与数字脉宽调制器5连接，数字脉宽调制器5输出PWM信号至DC/DC模块6。采用电压环的结构，用电压采集模块采集电压，通过A/D转换电路将采集的数
据数字化后传送至FPGA芯片3，同时FPGA芯片3输入基准电压，FPGA芯片3进行处理后输出采集电压和基准电压的差值信号至数字PI控制器4，数字PI控制器4输出至数字脉冲调制器5，数字脉冲调制器5发出PWM信号至DC/DC模块6，DC/DC模块6可以接受PWM信号并控制电压。FPGA所完成的功能需要的程序为现有公知程序，这里不作进一步说明。A/D转换电路2的型号为TLC5510。如图2所述为TLC5510的外围电路和FPGA的I/O引脚连接图。A/D转换芯片TLC5510，该芯片不仅在高速转换的同时能够保持较低的功耗而且具有高速A/D转换功能,还带有内部采样保持电路,从而大大简化了外围电路的设计；A/D转换方式，该方法速度最快，可以不用附加取样-保持电路，采取分级并行转换的方法，将输入电压与模拟电压相减,得到的差再进行并行A/D转换，大大减少了元件数目。DC/DC模块6包括具有升压和降压功能的DC/DC控制器。DC/DC控制器可以完成不同情况的电压波动，可以升压也可以降压，保证电路的稳定。如型号为LTC3852的DC/DC控制器就能实现升压和降压的功能。上面结合附图对本专利技术进行了示例性描述，显然本技术具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本技术技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本专利技术的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FPGA的控制电路，其特征在于：包括电压采集模块、A/D转换电路、FPGA控制模块和DC/DC模块，所述的电压采集模块与A/D转换电路连接，所述的A/D转换电路与FPGA控制模块连接，所述的FPGA控制模块与DC/DC模块连接，基准电压输入到FPGA控制模块的输入端。

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的控制电路，其特征在于：包括电压采集模块、A/D转换电路、FPGA控制模块和DC/DC模块，所述的电压采集模块与A/D转换电路连接，所述的A/D转换电路与FPGA控制模块连接，所述的FPGA控制模块与DC/DC模块连接，基准电压输入到FPGA控制模块的输入端。2.如权利要求1所述的一种基于FPGA的控制电路，其特征在于：所述的FPGA控制模块包括FPGA芯片、数字PI控制器、数字脉宽调制器，所述的A/D转...

【专利技术属性】
技术研发人员：江明，沈宗明，陈小明，陈亚新，田震，王元，王宗跃，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34