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數字卡

 數字電源控制模塊(Digital Power Supply Control Module,以下簡稱DPSCM)是專為加速器磁鐵電源設計研制的,用以實現電源的全數字化控制。DPSCM的硬件包括兩塊3U標準板卡,分別為主板DPSCM_MB和數據采集板DPSCM_ADDA。數字卡控制電源運行狀態,直接輸出PWM信號控制逆變開關管。

100MHz FPGA 為唯一控制部件。

2M Bytes SSRAM,32M DDR SDRAM 和 16M Bytes Flash。

本地RS232通訊接口,遠控Enet接口,及下載FPGA配置文件的JTAG接口。

提供外觸發同步輸入接口。

全數字化的高精度脈沖寬度調制(PWM)信號。

PWM信號的頻率可根據用戶需求而定。

多套系統之間的PWM信號可實現同步控制。

16個65536 Bytes的Flash存儲空間,可存儲任意給定波形數據。

16 個 1024 Bytes 的Flash存儲空間,可存儲任意電源配置參數。

1路 24Bit delta-sigma ADC(4.2K SPS)。

2路 18Bit 逐次逼近型ADC(600K SPS),相互間電氣隔離。

 2路 16bit DAC(1MHz SPS),互相電氣隔離。

DPSCM的硬件框圖: 

kuangjia.png

DPSCM以現場可編程門陣列FPGA作為唯一的控制部件,硬件設計簡潔,控制功能齊全。該控制模塊將處理器、存儲器和用戶I/O 等系統設計需要的功能模塊集成到一個可編程邏輯器件上,構建成了一個可編程的單芯片系統SOPC。一方面,它是片上系統,即由單個芯片完成整個系統的主要邏輯功能;另一方面,它是可編程系統,具有靈活的設計方式,可裁減、擴充和升級,并具備硬件的在系統可編程功能。 

DPSCM的核心是數字調節器(Digital-Control Loop,DCL)和高精度脈寬調制信號生成器。其主要功能包括:實現電源的數字化閉環調節,產生高精度PWM信號,實現對電源的基本操作和邏輯保護功能,并提供對電源進行本地調試和遠控控制的接口。DCL的運算采用單精度浮點運算,保證了數字調節的運算精度;同時,系統提供電壓前饋、電流和電壓閉環控制等多個可選環路,可以便捷地選擇所需的閉環控制方式。通過特殊的數字信號處理技術,系統提供多路高精度PWM信號輸出。

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