基于ZYNQ-7000的悬浮型脉冲电源控制器设计OA
Design of floating-type pulse power supply controller based on ZYNQ-7000
传统悬浮型脉冲电源控制器多基于DSP、FPGA或MCU等器件构建,存在灵活性差、运行速率低、扩展性不足等问题.为此,基于ZYNQ平台设计了一种新型悬浮型脉冲电源控制器,采用ARM与FPGA协同架构,在保证高控制精度的同时,灵活适用于多种控制场景.设计上,使用PL端实现ADC采样、PWM计算与输出等功能,通过PS端实现TCP/IP通信、协议解析、PI计算等功能,并通过AXI-Lite总线进行数据交互,完成开闭环控制.通过逻辑分析仪(ILA)及样机开闭环测试结果表明,所提控制策略在790 V母线电压、1 900 A电流的目标条件下,实现了1.6 kHz控制带宽、跟踪误差在±0.2 A以内的高精度控制,满足电源实际需求,同时兼具良好的扩展性与灵活性.
Conventional floating-type pulse power controllers,typically built on DSPs,FPGAs,or MCUs,often suffer from limitations such as poor flexibility,low processing speed,and limited scalability.A novel floating-type pulse power supply controller based on the ZYNQ platform is designed.An ARM-FPGA cooperative architecture is adopted,which ensures high control accuracy while flexibly adapting to various control scenarios.In the design,the PL side is responsible for functions such as ADC sampling,PWM calculation and output,while the PS side handles TCP/IP communication,protocol parsing and PI computation.Data interaction is achieved via the AXI-Lite bus,enabling both open-loop and closed-loop control.The testing of logic analyzer(ILA)and prototype pratical testing under both open-loop and closed-loop conditions is conducted.The experimental results demonstrate that under a 790 V bus voltage and 1 900 A target current,the control strategy can realize a bandwidth of 1.6 kHz and a tracking error within±0.2 A,meeting practical power supply requirements while offering excellent scalability and flexibility.
郑济林;郭宏亮;朱芳芳;黄玉珍;张华剑;燕宏斌;吴凤军;高大庆
中国科学院 近代物理研究所,甘肃 兰州 730000||中国科学院大学 计算机科学与技术学院,北京 100049中国科学院 近代物理研究所,甘肃 兰州 730000中国科学院 近代物理研究所,甘肃 兰州 730000中国科学院 近代物理研究所,甘肃 兰州 730000||中国科学院大学 计算机科学与技术学院,北京 100049中国科学院 近代物理研究所,甘肃 兰州 730000||中国科学院大学 计算机科学与技术学院,北京 100049中国科学院 近代物理研究所,甘肃 兰州 730000中国科学院 近代物理研究所,甘肃 兰州 730000||中国科学院大学 计算机科学与技术学院,北京 100049中国科学院 近代物理研究所,甘肃 兰州 730000||中国科学院大学 计算机科学与技术学院,北京 100049
信息技术与安全科学
ZYNQ-7000悬浮型脉冲电源协同控制通信协议AXI总线PI控制
ZYNQ-7000floating-type pulsed power supplycooperative controlcommunication protocolAXI busPI control
《现代电子技术》 2026 (20)
16-21,6
国家自然科学基金青年科学基金项目(12305170)
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