基于SOPC技術(shù)的數(shù)字變頻電源設(shè)計.pdf

1、自20世紀(jì)下半葉以來，微電子技術(shù)得到了迅速發(fā)展，使得將原先由許多IC組成的電子系統(tǒng)集成在一片單片硅片上成為可能，構(gòu)成所謂的片上系統(tǒng)（SOC），將信號采集，處理和輸入輸出等完整的系統(tǒng)功能集成在一起，成為一個專用的電子系統(tǒng)芯片。當(dāng)今電子系統(tǒng)的設(shè)計已不僅僅是利用各種通用IC進(jìn)行PCB板級的設(shè)計和調(diào)試，而是轉(zhuǎn)向已大規(guī)模FPGA或ASIC為物理載體的系統(tǒng)芯片的設(shè)計，其中基于FPGA的系統(tǒng)稱為可編程片上系統(tǒng)（SOPC）。SOPC的設(shè)計以知識產(chǎn)權(quán)核（

2、IP Core）為基礎(chǔ)，以硬件描述語言為主要設(shè)計手段，借助以計算機(jī)為平臺的EDA工具進(jìn)行。 在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中，控制部分是按模擬信號來設(shè)計和工作的。即便在逆變電源的設(shè)計中采用了微處理器，但由于微處理器的速度有限，通常只具有給定正弦波的發(fā)生、控制逆變電源的開關(guān)及實現(xiàn)保護(hù)顯示等功能，逆變電源的核心——逆變器的控制仍然需要模擬電路的參與，導(dǎo)致系統(tǒng)的成本偏高、精度和可靠性不高、產(chǎn)品升級換代困難。 在本課題中，系統(tǒng)基于SOPC技

3、術(shù)，采用Altera公司的Cyclone II系列的FPGA芯片作為主控芯片。在FPGA的硬件開發(fā)中采用Verilog HDL硬件描述語言設(shè)計SPWM發(fā)生器、UART、液晶顯示等模塊；并采用Altera公司的Nios軟核，采用C語言對軟核CPU進(jìn)行編程，對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制。既保證了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，又提高了開發(fā)效率。 本課題中的變頻電源采用數(shù)字控制方式，精度高，穩(wěn)定性好。頻率范圍為20.0Hz－100.0Hz，精度0.1Hz，幅值