[發明專利]基于FPGA的電壓和電流補償校正系統及其工作方法

在審

• 申請號: 201910001461.3
• 申請日: 2019-01-02
• 公開（公告）號: CN109768695A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 吳軍濤
• 申請（專利權）人: 海的電子科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于FPGA的電壓和電流補償校正系統及其工作方法，工作方法包括：上位機進行參數校正，FPGA通過FLASH擦除讀寫模塊將參數寫入到M25P80器件中，進行數據的保存，FPGA通過電壓配置模塊進行參數化配置，輸出電壓，FPGA通過電壓讀取模塊和電流讀取模塊將輸出電壓和電流值進行參數化轉換并顯示，電壓補償模塊實時檢測并自動實現電壓的補償。本發明基于FPGA的高精度的電壓和電流參數校正設計與實現的方法，用于消除電子類產品硬件設計固有誤差，實現電壓和電流校正的參數化設計，實行輸出電壓的自動補償，提高遠端電壓輸出精度，準確把握實際電流輸出。

技術領域

本發明涉及電壓電流校正系統領域，具體涉及一種基于FPGA的電壓和電流補償校正系統及其工作方法。

背景技術

目前電源設計中多采用升壓和降壓電路進行電壓的轉換，以及模數轉換等電路對電壓進行配置和讀取，在轉換過程中，因器件固有的精度限制，阻抗，容抗，外部干擾等對電路的影響，造成電壓實際輸出與理論值存在較大差異，造成輸出電壓精度偏低，需要花費大量的時間和精力用于硬件調試，無法做到批量性生產，用戶調試難度大等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于FPGA的電壓和電流補償校正系統及其工作方法，用以解決現有技術中的電壓電流轉換器件精度差、無法批量生產、調試難度大的問題。

本發明一方面提供了一種基于FPGA的電壓和電流補償校正方法，包括：

上位機進行參數校正，得出空載電壓參數、帶載電壓參數和電流參數；

FPGA通過參數解析模塊讀取空載電壓參數、帶載電壓參數和電流參數，并通過FLASH擦除讀寫模塊將空載電壓參數、帶載電壓參數和電流參數寫入到M25P80器件中，進行數據的保存；

FPGA通過電壓配置模塊將空載電壓參數從FLASH擦除讀寫模塊中讀取出來，進行參數化配置，輸出電壓，可直接改變電壓輸出，方便用戶調試；

FPGA通過電壓讀取模塊和電流讀取模塊，將輸出的電壓和電流值進行參數化轉換，顯示電壓和電流的輸出；

FPGA通過電壓補償模塊實時檢測電壓輸出值與理論電壓的關系，超過理論電壓5mv將自動實現電壓的補償。

進一步的，所述上位機進行參數校正具體包括空載電壓參數校正、帶載電壓參數校正和電流參數校正。

進一步的，所述空載電壓參數校正具體包括如下步驟：

上位機通過網口向FPGA下發空載電壓參數校正命令；

上位機下發電壓配置模塊所需的電壓值v_da，FPGA配置DAC轉換器和BUCK電壓調整模塊將電壓輸出；

直流電源負載機連接反饋和電壓反饋端子，讀取實際電壓輸出值v_out，并通過USB-TTL返回上位機；

上位機根據用戶實際輸出電壓，設置電壓采集范圍，通過網口多次向FPGA下發參數校正命令，并重復步驟(2)-(3)；

上位機將采集到的多組電壓值進行篩選，進行數字信號處理，根據v_da＝A₁*v_out+B₁，模擬出v_da和v_out最佳的線性關系，得出A₁和B₁；

上位機通過網口將計算所得參數A₁和B₁以四個字節的形式發送給FPGA內的參數解析模塊。

進一步的，所述帶載電壓參數校正具體包括如下步驟：

上位機通過網口向FPGA下發帶載電壓參數校正命令；