| 講演名 | 2009-09-17 FPGAによる電源電圧制御回路の実装及び制御精度の評価(応用1) 副島 政人, 酒見 隼也, 柴田 裕一郎, 黒川 不二雄, 濱田 剛, 正田 備也, 小栗 清, |
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| 抄録(和) | 省エネルギー化の観点から、より安定で効率的な直流電源電圧への要求はますます高まっている。中でもディジタル制御方式DC-DCコンバータは高い信頼性、柔軟性等を得られることから注目を集めている。本稿ではFPGAを用いたDC-DCコンバータの制御について議論する。このアプローチはDSPなどのソフトウェア処理に比べ高速化が期待できるとともに、さまざまな制御アルゴリズムに柔軟に対応できるメリットを持つ。本稿では、このようなシステムに必要とされる演算精度の評価や、精度とハードウエア量とのトレードオフについて、DC-DCコンバータの試作を通じて実証的に議論する。特性評価の結果、小数部10bit程度の固定小数点演算で十分な制御精度が得られることが分かった。また、位相をずらした複数クロックを用いることで、システムクロックの上昇を抑えつつPWMの分解能を向上させる設計の効果についても評価した。 |
| 抄録(英) | Demands for more steady and more efficient direct voltage power supplies have been increasing in the context of energy conservation measures. Digital DC-DC converters are especially gathering attention because they have a high degree of reliability and flexibility. This paper addresses an FPGA-based control mechanism for a DC-DC converter. This approach enables programmability for a wide range of control algorithms while higher operational speed is anticipated. In this paper, we discuss required arithmetic precision and trade-off relationship between control accuracy and hardware costs through prototype implementation of an FPGA-based DC-DC converter. Evaluation of the prototype system reveals that fixed point arithmetic with 10-bit fraction part is enough in terms of dynamic characteristics. Design of a counter module which uses multiple phase-shifted clock signals to increase the PWM resolution while keeping the system clock frequency low is also discussed. |
| キーワード(和) | FPGA / DC-DCコンバータ / スイッチング電源 / ディジタル制御 |
| キーワード(英) | FPGA / DC-DC Converter / Switching Power Supply / Digital Control |
| 資料番号 | RECONF2009-22 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | RECONF |
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| 開催期間 | 2009/9/10(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
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| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Reconfigurable Systems (RECONF) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | FPGAによる電源電圧制御回路の実装及び制御精度の評価(応用1) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | FPGA implementation and accuracy evaluation of a power-supply voltage control circuit |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | FPGA / FPGA |
| キーワード(2)（和/英） | DC-DCコンバータ / DC-DC Converter |
| キーワード(3)（和/英） | スイッチング電源 / Switching Power Supply |
| キーワード(4)（和/英） | ディジタル制御 / Digital Control |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 副島 政人 / Masato SOEJIMA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 長崎大学 Nagasaki University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 酒見 隼也 / Jyunya SAKEMI |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 長崎大学 Nagasaki University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 柴田 裕一郎 / Yuichiro SHIBATA |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 長崎大学 Nagasaki University |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 黒川 不二雄 / Fujio KUROKAWA |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 長崎大学 Nagasaki University |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 濱田 剛 / Tsuyoshi HAMADA |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 長崎大学 Nagasaki University |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 正田 備也 / Tomonari MASADA |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 長崎大学 Nagasaki University |
| 第 7 著者 氏名（和/英） | 小栗 清 / Kiyoshi OGURI |
| 第 7 著者 所属（和/英） | 長崎大学 Nagasaki University |
| 発表年月日 | 2009-09-17 |
| 資料番号 | RECONF2009-22 |
| 巻番号（vol） | vol.109 |
| 号番号（no） | 198 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |