專利名稱：一種基于fpga的多個(gè)數(shù)控高壓電源基準(zhǔn)電壓的產(chǎn)生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于利用超大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?FPGA)設(shè)計(jì)技術(shù)，在多級(jí)降壓收集極行波管高壓供電系統(tǒng)中，通過FPGA芯片產(chǎn)生多個(gè)數(shù)控高壓電源的基準(zhǔn)電壓。
背景技術(shù)：
高壓電源電路設(shè)計(jì)時(shí)一般需要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)電壓輸入，工作時(shí)采樣將輸出電壓與基準(zhǔn)電壓相比較實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓電源輸出電壓的穩(wěn)壓控制。通常高壓電源的基準(zhǔn)電路一般采用電位器加電阻形成分壓電路，電阻加電容組成慢啟動(dòng)電路的模擬電路來實(shí)現(xiàn)，這種方式由于電路簡(jiǎn)單，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)通常在單個(gè)高壓電源電路設(shè)計(jì)時(shí)使用，而在多級(jí)降壓收集極行波管高壓供電系統(tǒng)中，需要設(shè)計(jì)多個(gè)不同輸出高壓電源，各電源電壓輸出受控步進(jìn)可調(diào)，上述簡(jiǎn)單的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路就無法滿足要求。FPGA開發(fā)設(shè)計(jì)是近幾年來電子行業(yè)得到迅猛發(fā)展，其具有高速度、低功耗、低電壓等特點(diǎn)，可以方便地通過對(duì)邏輯結(jié)構(gòu)的修改和配置，快速完成系統(tǒng)和設(shè)備的升級(jí)，以適應(yīng)不同的任務(wù)要求；其次FPGA可以支持多種接口標(biāo)準(zhǔn)，并可隨著標(biāo)準(zhǔn)的演變而改變功能，這為系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來較大的方便。在此項(xiàng)多個(gè)數(shù)控高壓電源基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生的電路設(shè)計(jì)中，使用了 FPGA為設(shè)計(jì)核心，基準(zhǔn)預(yù)置值讀取、基準(zhǔn)預(yù)置值產(chǎn)生、慢啟動(dòng)控制、壓差控制等功能都是由 FPGA來實(shí)現(xiàn)，再配合存儲(chǔ)器、D/A、A/D、反饋電路等外圍電路，最終產(chǎn)生多個(gè)數(shù)控高壓電源的基準(zhǔn)電壓，從而為多個(gè)高壓電源的實(shí)時(shí)控制提供了一種有效的設(shè)計(jì)思路，同時(shí)由于采用了 FPGA參與設(shè)計(jì)，使該方法的設(shè)計(jì)方法更加靈活，適用范圍更加廣泛，也極大的降低了設(shè)計(jì)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用FPGA設(shè)計(jì)技術(shù)產(chǎn)生多個(gè)數(shù)控高壓電源的基準(zhǔn)電壓。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為由FPGA實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)預(yù)置值讀取、基準(zhǔn)預(yù)置值產(chǎn)生、慢啟動(dòng)控制、壓差控制等核心控制功能，配合存儲(chǔ)器、D/A、A/D、反饋電路等電路產(chǎn)生多個(gè)數(shù)控高壓電源的基準(zhǔn)電壓。這種基于FPGA的多個(gè)數(shù)控高壓電源基準(zhǔn)電壓的產(chǎn)生方法，由FPGA實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)預(yù)置值讀取、基準(zhǔn)預(yù)置值產(chǎn)生、慢啟動(dòng)控制、壓差控制等核心控制功能，配合存儲(chǔ)器、D/A、A/D、反饋電路等電路產(chǎn)生多個(gè)數(shù)控高壓電源基準(zhǔn)電壓。FPGA啟動(dòng)時(shí)通過讀取存儲(chǔ)器內(nèi)數(shù)據(jù)載入需要預(yù)置的電源電壓值，并在工作時(shí)實(shí)時(shí)的存儲(chǔ)當(dāng)前電源的輸出電壓值，當(dāng)高壓電源需要工作時(shí)，F(xiàn)PGA輸出相應(yīng)數(shù)字化的電源基準(zhǔn)電壓，通過D/A轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬電壓送給高壓電源作為參考基準(zhǔn)，同時(shí)通過反饋電路及A/D采樣電路得到各個(gè)高壓電源的實(shí)時(shí)輸出電壓值，經(jīng)過壓差控制程序輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊實(shí)時(shí)校正輸出的基準(zhǔn)電壓。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為(1)能適應(yīng)多個(gè)高壓電源基準(zhǔn)電壓的產(chǎn)生和控制，系統(tǒng)性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)途徑靈活，成本低。( 不僅適用于多個(gè)高壓電源的設(shè)計(jì)，在其他應(yīng)用環(huán)境下也同樣適用，應(yīng)用面廣。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


說明書附圖是基于FPGA的多個(gè)數(shù)控高壓電源基準(zhǔn)電壓的產(chǎn)生方法原理框圖。
具體實(shí)施例方式本基于FPGA的多個(gè)數(shù)控高壓電源基準(zhǔn)電壓的產(chǎn)生方法實(shí)現(xiàn)技術(shù)途徑為· FPGA配合存儲(chǔ)器完成基準(zhǔn)預(yù)置的讀取和存儲(chǔ)。在多個(gè)高壓電源的設(shè)計(jì)之中要求系統(tǒng)上電時(shí)能載入上次保持的輸出電壓值，設(shè)計(jì)中，F(xiàn)PGA上電時(shí)都會(huì)讀取存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的上次電源輸出電壓值，載入該值后通過基準(zhǔn)電源產(chǎn)生程序產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)字化的基準(zhǔn)電壓值，同時(shí)在工作中FPGA會(huì)實(shí)時(shí)的把當(dāng)前各高壓電源輸出電壓值寫入存儲(chǔ)器中以便下次上電時(shí)FPGA的載入。^FPGA讀取控制臺(tái)控制命令。由于高壓電源要求對(duì)輸出電壓進(jìn)行步進(jìn)控制，所以在控制臺(tái)中都是以非常直觀的十進(jìn)制位數(shù)來控制，而設(shè)計(jì)中D/A、A/D芯片都是以二進(jìn)制形式來處理數(shù)據(jù)，所以FPGA需要設(shè)計(jì)二進(jìn)制到十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換程序來實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)對(duì)多個(gè)高壓電源輸出電壓的步進(jìn)控制。眷FPGA慢啟動(dòng)產(chǎn)生程序。由于高壓電源輸出電壓較高，如果工作時(shí)基準(zhǔn)電壓瞬間達(dá)到標(biāo)稱值，會(huì)導(dǎo)致輸出高壓的失控，所以設(shè)計(jì)中需要引入基準(zhǔn)電壓慢啟動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)電壓由低到高的緩慢增加過程。^FPGA實(shí)現(xiàn)壓差控制。多個(gè)高壓電源加電過程中，輸出電壓之間需要有一定的壓差關(guān)系，F(xiàn)PGA根據(jù)所要求的壓差門限，通過讀取由反饋電路、AD轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生的數(shù)字值來控制基準(zhǔn)電壓的數(shù)值，使各個(gè)高壓電源的輸出電壓終都在壓差保護(hù)門限值要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于FPGA的多個(gè)數(shù)控高壓電源基準(zhǔn)電壓的產(chǎn)生方法，其特征在于FPGA啟動(dòng)時(shí)通過讀取存儲(chǔ)器內(nèi)數(shù)據(jù)載入需要預(yù)置的電源電壓值，并在工作時(shí)實(shí)時(shí)的存儲(chǔ)當(dāng)前電源的輸出電壓值，當(dāng)高壓電源需要工作時(shí)，F(xiàn)PGA輸出相應(yīng)數(shù)字化的電源基準(zhǔn)電壓，通過D/A轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬電壓送給高壓電源作為參考基準(zhǔn)，同時(shí)通過反饋電路及A/D采樣電路得到各個(gè)高壓電源的實(shí)時(shí)輸出電壓值，經(jīng)過壓差控制程序輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊實(shí)時(shí)校正輸出的基準(zhǔn)電壓。
2.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的基于FPGA的多個(gè)數(shù)控高壓電源基準(zhǔn)電壓的產(chǎn)生方法，其特征在于由FPGA實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)預(yù)置值讀取、基準(zhǔn)預(yù)置值產(chǎn)生、慢啟動(dòng)控制、壓差控制等核心控制功能，配合存儲(chǔ)器、D/A、A/D、反饋電路等電路產(chǎn)生多個(gè)數(shù)控高壓電源的基準(zhǔn)電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于FPGA的多個(gè)數(shù)控高壓電源基準(zhǔn)電壓的產(chǎn)生方法。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)由基準(zhǔn)預(yù)置值讀取、基準(zhǔn)預(yù)置值產(chǎn)生、慢啟動(dòng)控制、壓差控制四部分共同組成。FPGA啟動(dòng)時(shí)通過讀取存儲(chǔ)器內(nèi)數(shù)據(jù)載入需要預(yù)置的電源電壓值，并在工作時(shí)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)當(dāng)前電源的輸出電壓值，當(dāng)高壓電源需要工作時(shí)，F(xiàn)PGA輸出相應(yīng)數(shù)字化的電源基準(zhǔn)電壓，通過D/A轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬電壓送給高壓電源作為參考基準(zhǔn)，同時(shí)通過反饋電路及A/D采樣電路得到各個(gè)高壓電源的實(shí)時(shí)輸出電壓值，經(jīng)過壓差控制程序輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊實(shí)時(shí)校正輸出的基準(zhǔn)電壓，從而為實(shí)現(xiàn)多個(gè)高壓電源的基準(zhǔn)電壓數(shù)字化控制提供了一種有效的技術(shù)途經(jīng)。
文檔編號(hào)G05F1/10GK102467143SQ20111036718
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者徐偉 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所