基于FPGA的网络化HID电子镇流器控制芯片的研究[2]

　　4 仿真

　　本文使用ISE 自带的仿真软件对FPGA 的时序进行验证。

　　为验证DALI 模块接收部分的功能， 发送错误格式的指令， 图7 中使用错误的编码， 将地址“AAAAAAAA”第三位输出调整成错误格式。实际中，系统在接收到错误位将停止接收后续数据，数据接收完全正确的情形下则继续接收数据( 如图8所示) 。

　　为验证控制芯片调光响应和查询响应情况，模拟主控机向DALI 系统顺序发出组合指令。图9 圈中数值的确按要求逐级减小，实现了调光功能。此外系统发出数据，表示镇流器在正常工作，实现了查询命令。

　　恒流调节仿真，根据HID 灯型号，恒流调节的参考电流定为2. 3A。

　　使用计算机模拟采样电流值为0. 5A 时的PWM输出情况，由于实际采得的电流值小于参考值，实际增加PWM 占空比。图10 的圈代表PWM 脉宽和PWM 占空比数值( 满值为2048 ) ，PWM 信号的确逐渐变宽，符合理论预期( 如图11 所示) 。

　　恒功率调节，根据HID 灯型号，恒功率调节的参考值定为250W。

　　使用计算机模拟采样得到的电流为2. 2A，实际采样电压为45V 时的PWM 输出情况。由于功率小于250W，占空比应当增加，可以看出PWM 信号确实逐渐变宽，符合理论预期。

　　5 驱动信号测试实验结果

　　本文将FPGA 与PCB 板相连， 通过测试FPGA的I /O 口输出信号， 来验证是否FPGA 能驱动MOSFET 管正常工作，如图12a 所示，该图所示的驱动信号将首先输入到驱动芯片，再输给MOSFET。实际电路结果表明PI 控制算法能够正常处理在灯的恒流和恒功率控制时产生的各种情况。实际给驱动管输出的高频波形如图12c 所示，低频波形就是图12b 包络线所表示的方波波形。

　　6 结论

　　本文基于FPGA 设计了一种具有数字化通讯接口的新型电子镇流器控制芯片，阐明将FPGA 应用在电子镇流器中，可以实现高速率和高可靠性，对改善HID 灯的照明稳定性具有重要意义，为解决用MCU 实现电子镇流器控制芯片时遇到的控制及数字化通讯问题带来新的思路。经过实验验证，本文的电子镇流器控制芯片设计是切实可行的。