野下研究室 パワエレ研究用高性能コントローラの開発 The Development of High-Performance Digital Controller for Power Electronics Research 5320 柴﨑 正貴 研究概要 CPU Board PWM 24 24 Gate Driver Vth PWM Board PC ADC Board USB AXI Interconnect ARM Cortex-A9 Processor AXI GPIO ADC Interface Interrupt Trip 12×4 Artix-7 FPGA Zynq-7000 AP SoC ADC×4 4 Sensor Controller Board 従来 ： 複数の基板に機能が分散 開発したコントローラ ： 1チップに機能を集約 → 回路が大規模化 → 高性能かつ単純な回路構成 高分解能PWM CLK1 CLK2 CLK3 CLK4 PWM1 PWM2 PWM3 PWM4 Y=PWM1 Y=PWM2&PWM4 Y=PWM3 Y=PWM2 | PWM4 250 MHz，4相インターリーブ → 時間分解能 2 ns (1 GHz相当) INL [LSB] A/D コンバータ 2 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 -2 仕様表 Zynq XC7Z010-1CLG400C (Xilinx) SoC CPU： ARM Cortex A9 667 MHz Dual core FPGA： Artix-7相当 (28k logic cells) 0 1 2 3 4 Input Voltage [V] INL誤差 ： ±0.8 LSB以内 → 最小1.2 mV を正確に検出 5 メインメモリ 1 GB DDR3 SDRAM ゲート信号出力 24 ch GPIO 20 ch PWMカウンタクロック 最大250 MHz PWMキャリア周波数 任意 A/Dコンバータ 3 MS/s，4ch (12bit SAR型) 寸法 160 mm×110 mm
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