An FPGA Implementation of a Power Converter Controller
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2017-12-11
Department
Major/Subject
Micro- and Nanoelectronic Circuit Design
Mcode
ELEC3036
Degree programme
NanoRad - Master’s Programme in Nano and Radio Sciences (TS2013)
Language
en
Pages
7 + 84
Series
Abstract
High switching frequencies and control rates in switched-mode power supplies are hard to implement with microcontrollers. Very high clock frequency is required to execute complex control algorithms with high control rate. FPGA chips offer a solution with inherent parallel processing. In this thesis, the feasibility of implementing the control of a typical telecom power converter with FPGA is studied. Requirements for the control system partitioning are considered. The control of a resonant LLC converter is studied in detail and implemented in VHDL. As part of the controller, a high-resolution variable frequency PWM module and floating-point arithmetic modules are implemented. Finally, a complete VHDL simulation model is created and run in different conditions to verify the functionality of the design.Korkeat kytkentä- ja säätötaajuudet hakkuriteholähteissä ovat haastavia toteuttaa mikrokontrollereilla. Monimutkaiset säätöalgoritmit edellyttävät mikrokontrollereilta korkeaa kellotaajuutta. FPGA-teknologia mahdollistaa rinnakkaislaskennan, joka on etu säätösovelluksissa. Tässä työssä tutkitaan FPGA teknologian soveltumista tyypillisen telecom-tehomuuntajan säätöön. Työssä selvitetään säätöjärjestelmän partitiointia sekä toteutetaan LLC-muuntajan ja sen säätöjärjestelmän simulaatiomalli VHDL-kielellä. Säädön osana toteutetaan korkearesoluutioinen PWM-moduuli sekä liukulukuaritmetiikkamoduuleja.Description
Supervisor
Halonen, KariThesis advisor
Lauronen, PasiGrigore, Vlad
Keywords
LLC, FPGA, high frequency control, DPWM, PFM, power converter