CN102467143A - 一种基于fpga的多个数控高压电源基准电压的产生方法 - Google Patents

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徐伟
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Abstract

本发明涉及一种基于FPGA的多个数控高压电源基准电压的产生方法。本发明的实现由基准预置值读取、基准预置值产生、慢启动控制、压差控制四部分共同组成。FPGA启动时通过读取存储器内数据载入需要预置的电源电压值，并在工作时实时存储当前电源的输出电压值，当高压电源需要工作时，FPGA输出相应数字化的电源基准电压，通过D/A转换为相应的模拟电压送给高压电源作为参考基准，同时通过反馈电路及A/D采样电路得到各个高压电源的实时输出电压值，经过压差控制程序输出相应的控制信号给基准产生模块实时校正输出的基准电压，从而为实现多个高压电源的基准电压数字化控制提供了一种有效的技术途经。

Description

一种基于FPGA的多个数控高压电源基准电压的产生方法
技术领域
本发明属于利用超大规模可编程逻辑器件(FPGA)设计技术，在多级降压收集极行波管高压供电系统中，通过FPGA芯片产生多个数控高压电源的基准电压。
背景技术
高压电源电路设计时一般需要设计基准电压输入，工作时采样将输出电压与基准电压相比较实现对高压电源输出电压的稳压控制。通常高压电源的基准电路一般采用电位器加电阻形成分压电路，电阻加电容组成慢启动电路的模拟电路来实现，这种方式由于电路简单，可靠性高等优点通常在单个高压电源电路设计时使用，而在多级降压收集极行波管高压供电系统中，需要设计多个不同输出高压电源，各电源电压输出受控步进可调，上述简单的基准电压产生电路就无法满足要求。
FPGA开发设计是近几年来电子行业得到迅猛发展，其具有高速度、低功耗、低电压等特点，可以方便地通过对逻辑结构的修改和配置，快速完成系统和设备的升级，以适应不同的任务要求；其次FPGA可以支持多种接口标准，并可随着标准的演变而改变功能，这为系统设计带来较大的方便。在此项多个数控高压电源基准电压产生的电路设计中，使用了FPGA为设计核心，基准预置值读取、基准预置值产生、慢启动控制、压差控制等功能都是由FPGA来实现，再配合存储器、D/A、A/D、反馈电路等外围电路，最终产生多个数控高压电源的基准电压，从而为多个高压电源的实时控制提供了一种有效的设计思路，同时由于采用了FPGA参与设计，使该方法的设计方法更加灵活，适用范围更加广泛，也极大的降低了设计成本。
发明内容
本发明的目的在于利用FPGA设计技术产生多个数控高压电源的基准电压。
实现本发明目的的技术解决方案为：由FPGA实现基准预置值读取、基准预置值产生、慢启动控制、压差控制等核心控制功能，配合存储器、D/A、A/D、反馈电路等电路产生多个数控高压电源的基准电压。
这种基于FPGA的多个数控高压电源基准电压的产生方法，由FPGA实现基准预置值读取、基准预置值产生、慢启动控制、压差控制等核心控制功能，配合存储器、D/A、A/D、反馈电路等电路产生多个数控高压电源基准电压。FPGA启动时通过读取存储器内数据载入需要预置的电源电压值，并在工作时实时的存储当前电源的输出电压值，当高压电源需要工作时，FPGA输出相应数字化的电源基准电压，通过D/A转换为相应的模拟电压送给高压电源作为参考基准，同时通过反馈电路及A/D采样电路得到各个高压电源的实时输出电压值，经过压差控制程序输出相应的控制信号给基准产生模块实时校正输出的基准电压。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)能适应多个高压电源基准电压的产生和控制，系统性强，实现途径灵活，成本低。(2)不仅适用于多个高压电源的设计，在其他应用环境下也同样适用，应用面广。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
说明书附图是基于FPGA的多个数控高压电源基准电压的产生方法原理框图。
具体实施方式
本基于FPGA的多个数控高压电源基准电压的产生方法实现技术途径为：
●FPGA配合存储器完成基准预置的读取和存储。在多个高压电源的设计之中要求系统上电时能载入上次保持的输出电压值，设计中，FPGA上电时都会读取存储器中存储的上次电源输出电压值，载入该值后通过基准电源产生程序产生相应数字化的基准电压值，同时在工作中FPGA会实时的把当前各高压电源输出电压值写入存储器中以便下次上电时FPGA的载入。
●FPGA读取控制台控制命令。由于高压电源要求对输出电压进行步进控制，所以在控制台中都是以非常直观的十进制位数来控制，而设计中D/A、A/D芯片都是以二进制形式来处理数据，所以FPGA需要设计二进制到十进制数转换程序来实现控制台对多个高压电源输出电压的步进控制。
●FPGA慢启动产生程序。由于高压电源输出电压较高，如果工作时基准电压瞬间达到标称值，会导致输出高压的失控，所以设计中需要引入基准电压慢启动程序，实现基准电压由低到高的缓慢增加过程。
●FPGA实现压差控制。多个高压电源加电过程中，输出电压之间需要有一定的压差关系，FPGA根据所要求的压差门限，通过读取由反馈电路、AD转换电路产生的数字值来控制基准电压的数值，使各个高压电源的输出电压终都在压差保护门限值要求范围之内。

Claims (2)

1.一种基于FPGA的多个数控高压电源基准电压的产生方法，其特征在于：FPGA启动时通过读取存储器内数据载入需要预置的电源电压值，并在工作时实时的存储当前电源的输出电压值，当高压电源需要工作时，FPGA输出相应数字化的电源基准电压，通过D/A转换为相应的模拟电压送给高压电源作为参考基准，同时通过反馈电路及A/D采样电路得到各个高压电源的实时输出电压值，经过压差控制程序输出相应的控制信号给基准产生模块实时校正输出的基准电压。
2.一种实现权利要求1所述的基于FPGA的多个数控高压电源基准电压的产生方法，其特征在于：由FPGA实现基准预置值读取、基准预置值产生、慢启动控制、压差控制等核心控制功能，配合存储器、D/A、A/D、反馈电路等电路产生多个数控高压电源的基准电压。
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