描述
项目背景及可行性分析
项目名称、项目主要内容及当前进展
项目名称：基于FPGA功率因数控制器
项目主要内容：为进一步提高电源功率因数，减少电网谐波污染，校正各种拓扑结构的功率因数(Power Factor Correction，PFC)技术已成为电力电子技术研究的热点之一。开发一种通用功率 项目的主要控制算法部分用硬件描述语言实现，并添加到控制模块中FPGA系统中。在软件设计部分，采用μC/OS-II实现多任务调度PC人机界面控制、本地调试和远程控制接口通信等。
讨论项目关键技术和创新点；
项目关键技术：一是浮点数运算，流水线设计及模块分时复用等。
创新点：传统PFC基于数字控制器DSP，本项目使用FPGA代替传统的DSP芯片。
讨论技术成熟性和可靠性：
由于PFC模拟和传统DSP控制得到了广泛的应用，因此项目的理论基础非常成熟。PFGA作为系统级设计PFC市场上几乎没有手段，所以使用FPGA设计PFC具有前瞻性意义。
项目实施方案
1.方案基本功能框的描述
选择功率电路Boost升压拓扑。
采用控制电路CCM平均电流控制法(电感电流连续)。
电压环通过调整平均输入电流来控制直流总线电压，实现功率因数校正的首要任务；电流环控制交流输入电流，跟踪输入电压，实现功率因数校正的第二个任务。具体过程为：输出电压与参考电压进行比较，然后通过电压控制器获得电压控制信号；电压控制信号乘以输入整流后的电压值，获得电流的基准信号，不仅包括调节输出电压的信号组成，还包括电流的正弦信号组成；输入电流与基准信号进行比较，获得输出为电压空比的信号，此信号通过PWM发生器驱动开关管通断。
2.需要开发平台
提高高频电源的功率因数
这也是PFC目的所在。PFC主要任务：利用校正电路将沿正弦波曲线上升和下降的不同输入电压转换为稳定的直流输出电压，略高于输入正弦电压振幅。第二个任务：检测输入电网的电流，并将其转换为与输入电网电压相同的正弦波。
人机界面监控、本地调试和远程控制
高频开关电源可通过人机界面设置各种控制参数进行FPC实际监控和测试。在测试过程中，由于电源在现场（本地），监控测试可能在远处，因此本地和远处的通信尤为重要，因此需要设计通信。
需要的器件
A/D、D/A能采样1MHz中频信号，精度8-10位以上；DSP强大的功能；支持MicroBlaze和PowerPC；SRAM等。
所需目标FPGA为什么这个平台需要开发平台？
选择在设计开始时使用Altera DE开发平台，扩展板AD、DA验证简单的数据采集和通信功能。最终将选择Xilinx Virtex II Pro开发平台。原因：设计初期选择Altera DE2板的目的是证明本参赛组对基于FPGA数字电路设计及其应用具有竞争力。但由于其平台没有商业化操作，最终选择Xilinx Virtex-II Pro由于该项目属于计算机架构、嵌入式系统、实时操作系统、网络应用， 唯Virtex-II Pro XC2VP30能满足设计要求。
是否需要其他配套开发工具？
需要配套的调试和下载工具
2.在计划实施过程中需要开发的模块
电流环控算法
为了校正功率因数，输入电流跟踪输入电压。必须设计电流环。如图3-3所示。
通过输入电流ADC采样后，将数据发送到加法器和除法器中，以获得平均电流。电压环的输出信号乘以输入的采样电压，然后获得参考电流。比较器通过比较两个电流的大小。当平均电流等于参考电流时，开关管关闭，然后在下一个开关周期开始时导致开关管，继续采样电压和电流。
电压环控算法
电压环的控制部分采用PI控制算法。该算法具有系统稳定、控制方便、设计方便等明显优点。
3.系统最终要达到的性能指标
PF至少95%。
本地和远程控制可以实现。
所需的其他资源
1.设计输入输出功能子板
完成数据采集和反馈控制AD、DA扩展板，自行开发，07年11月前验收。
2.测试设备
3.政策，开发工具
MATLAB、EDK、ModelSim、Xilinx ISE等等，其他开发工具自行解决。
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