基于FPGA水磁无刷直流电机控制电路.docx
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2019-09-05
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基于 FPGA 水磁无刷直流电机控制电路
主要介绍基于现场可编程门阵列及 EDA 方法学的永磁无刷直流电机控制系统的电子电
路设计。FPGA 是一种高密度可编程逻辑器件，其逻辑功能的实现是通过把设计生成的数
据文件配置进芯片内部的静态配置数据存储器来完成的，具有可重复编程性，可以灵活实
现各种逻辑功能。
与 ASIC 不同的是，PCA 本身只是标准的单元阵列，没有一般 IC 所具有的功能，但用
户可以根据需要，通过专门的布局布线工具对其内部进行重新编程，在最短的时间内设计
出自己专用的集成电路，从而大大提高了产品的竞争力。由于它以纯硬件的方式进行并行
处理，而且不占用 CPU 资源，所以可以使系统达到很高的性能。这种新的设计方法可以把
A／D 接口、驱动器接口、通信接口集成在一块芯片上，同时在算法上完成位置、速度甚
至电流算法，从而实现真正的片上可编程系统（SoPC）。这将成为下一代高性能伺服控制
器集成化设计的一个趋势。
下面针对永磁无刷直流电机模块化设计的思想，介绍基于 FPGA 的控制系统的电子电
路设计方法，其控制系统结构如图 1 所示。
图 1 控制系统结构图
电路由电源模块，电压转化模块，FPCA 模块，驱动电路模块，斩波电流、电压检测
模块，绕组电流检测模块，A／D 模块，通信模块，外扩存储器模块等部分组成。
图 2 斩波器电感电流检测电路
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