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数字卡

 数字电源控制模块(Digital Power Supply Control Module,以下简称DPSCM)是专为加速器磁铁电源设计研制的,用以实现电源的全数字化控制。DPSCM的硬件包括两块3U标准板卡,分别为主板DPSCM_MB和数据采集板DPSCM_ADDA。数字卡控制电源运行状态,直接输出PWM信号控制逆变开关管。

100MHz FPGA 为唯一控制部件。

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

本地RS232通讯接口,远控Enet接口,及下载FPGA配置文件的JTAG接口。

提供外触发同步输入接口。

全数字化的高精度脉冲宽度调制(PWM)信号。

PWM信号的频率可根据用户需求而定。

多套系统之间的PWM信号可实现同步控制。

16个65536 Bytes的Flash存储空间,可存储任意给定波形数据。

16 个 1024 Bytes 的Flash存储空间,可存储任意电源配置参数。

1路 24Bit delta-sigma ADC(4.2K SPS)。

2路 18Bit 逐次逼近型ADC(600K SPS),相互间电气隔离。

 2路 16bit DAC(1MHz SPS),互相电气隔离。

DPSCM的硬件框图: 

kuangjia.png

DPSCM以现场可编程门阵列FPGA作为唯一的控制部件,硬件设计简洁,控制功能齐全。该控制模块将处理器、存储器和用户I/O 等系统设计需要的功能模块集成到一个可编程逻辑器件上,构建成了一个可编程的单芯片系统SOPC。一方面,它是片上系统,即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能;另一方面,它是可编程系统,具有灵活的设计方式,可裁减、扩充和升级,并具备硬件的在系统可编程功能。 

DPSCM的核心是数字调节器(Digital-Control Loop,DCL)和高精度脉宽调制信号生成器。其主要功能包括:实现电源的数字化闭环调节,产生高精度PWM信号,实现对电源的基本操作和逻辑保护功能,并提供对电源进行本地调试和远控控制的接口。DCL的运算采用单精度浮点运算,保证了数字调节的运算精度;同时,系统提供电压前馈、电流和电压闭环控制等多个可选环路,可以便捷地选择所需的闭环控制方式。通过特殊的数字信号处理技术,系统提供多路高精度PWM信号输出。

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