【IC】 智多晶推出基于FPGA的高精度PWM控制方案,提升到了1ns的脉宽和相位精度且资源消耗极低

2024-04-29 智多晶公众号
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PWM控制器在当今电子工业当中具有极广泛的应用场景,包括但不限于DCDC电源、LED灯珠驱动、无刷电机、激光器、交直流逆变器、储能、充电桩等等。它在MCU、DSP器件当中是一种常用外设,通常可以做到的理论精度在500ns~5ns之间,且通道数量有限,在多通道应用中通常要通过CPLD/FPGA器件来对通道数量进行扩展,从而达到多通道PWM发波和控制通道间相位的目的。


近日,智多晶应用团队的一项Precise_PWM demo,使用智多晶FPGA将PWM控制精度从FPGA应用常见的10ns~5ns的水平提升到了1ns的脉宽和相位精度,精准可控,且资源消耗极低。


Precise_PWM demo介绍

本demo基于智多晶30k开发板EVAL-SA5Z-30-D1-U213,使用2个普通GPIO作为PWM输出(其中一路作为发波参考,另一路作为调整对象),使用示波器做采集显示,一个串口用于发送控制指令。系统框图如下:

demo系统示意框图

其中,CLK_GEN模块提供系统所需工作时钟,SYNC_COUNTER为所有PWM通道提供统一的同步相位和PWM工作节拍。PWM_gen模块是PWM发波核心模块,以SYNC_COUNTER输入值以过采样的方式实现PWM输出。通道数方面,只要在同一个bank内(为保障精度)可任意例化,轻松定制通道数。每个PWM_gen模块都具有独立的PWM控制接口,可动态调整,调整过程中也不必考虑发波时序,拥有无限制的灵活性和易用性。在某些bank上,PWM输出IO甚至可以配置为LVDS25类型,以差分电流信号的方式输出,从而获得极高的IO性能和传输性能。


Demo演示

测试环境:EVAL-SA5Z-30-D1-8U213开发板,示波器,串口



黄色为参考波,蓝色为调整波。每调整一次蓝色调整波移动最高精度1ns。可实现前后调整,脉宽调整,跳变调整。

资源占用(每个PWM通道)

方案特性

  • PWM可控精度高达1ns或更高

  • PWM脉宽设置灵活无限制

  • PWM通道数量无限制,每组PWM支持的通道数仅与BANK上IO数量相关

  • 通道间相位关系稳定且可控

  • 脉宽和相位设置允许跳变

  • 调节响应迅速(当前周期调整,下个周期实现)

  • 支持差分驱动输出


应用场景

  • PWM功率管驱动,高精度死区控制

  • 脉冲式激光器驱动

  • 仪器仪表/测试设备,高精度脉冲激励源


目前,已有公司选用本方案用于产品开发。如有客户朋友需要,欢迎联系代理商世强。


授权代理商:世强先进(深圳)科技股份有限公司
技术资料,数据手册,3D模型库,原理图,PCB封装文件,选型指南来源平台:世强硬创平台www.sekorm.com
现货商城,价格查询,交期查询,订货,现货采购,在线购买,样品申请渠道:世强硬创平台电子商城www.sekorm.com/supply/
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集成电路,电子元件,电子材料,电气自动化,电机,仪器全品类供应:世强硬创平台www.sekorm.com
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