基于小型雨水发电装置的电能转换电路设计

基于充分利用清洁能源、保护环境的理念,设计了小型雨水发电装置的电能转换电路。通过对小型雨水发电装置的输出电压值数据分析处理,为发电装置设计电能转换及收集电路。在搭建好的试验装置上,改变出水口与发电机扇叶的相对位置,测出不同因素不同水平(因素的不同状态)下的电压值作为试验数据。采用方差分析和统计分析等方法进行数据处理分析,得到最佳的输出电压值,作为转换电路的输入电压。设计转换电路,对发电机输出电压进行升压、逆变和滤波,以实现用电补给。在Matlab(Simulink)环境下搭建的转换电路模型,模拟交流侧的负载为感性条件下进行仿真。对所设计的电路模型进行两个方向的触发试验,转换电路输出了较为理想的波形。该电路设计为雨水发电的研究提供了依据。     

机载传感器激磁电源的设计

阐述了采用数模混合技术完成交流激磁电源的设计方法,利用数字技术产生稳定正弦波信号,经低通滤波、功率放大生成具有一定驱动能力的交流信号,并对输出信号进行闭环控制,以达到稳幅的目的;主要描述了供电电路、交流功率驱动电路、闭环控制电路的设计方法;通过本设计方法,可以产生在宽温度范围、多负载情况下产生稳频稳幅的交流传感器激磁电源;并通过温度试验、带负载能力试验、输出短路试验验证了该交流激磁电源的频率稳定性和幅值稳定性,以及输出短路时的自保护能力。     

一种矿用本安型负载设备高可靠电源电路的设计

提出了一种基于BUCK开关电源控制芯片LM22671的矿用本安型负载设备高可靠电源电路的设计方案,详细介绍了该电路中输入抗浪涌与本安化处理部分、软启动电路、本安型BUCK开关电源的硬件设计及工作原理,给出了电路中关键元器件参数的优化方法及实验数据。当BUCK开关电源的电感值不小于47μH时,开关频率保持在500kHz且不会出现频率交叉,纹波电压基本保持在10mV且不会突然增大,开关电源关键负载点的测试效率均不低于80%,电源电路的最大短路电流、最大容性负载、最大感性负载均符合GB3836.4—2010的本安要求。该电源电路已通过火花试验和I级抗浪涌试验,证实该电路具有较高的可靠性。     

基于电压比较器的固态功率控制器驱动保护电路研究

研究了基于电压比较器的固态功率控制器驱动保护技术原理,设计了降栅压保护电路。通过设置降栅压保护电路的输出电压值和电压上升/下降的速度,实现了对MOSFET栅极电压的控制和对负载在过流或短路时的及时保护功能。解决了现有技术中使用稳压二极管判断过流门限电压,导致对MOSFET栅极电压的控制精度不高和受保护MOSFET在一个时延内反复开通/关断的问题。经过电路分析和仿真实验,结果表明降栅压保护电路可以在45μs内对短路负载进行关断保护。     

用于本质安全电源的新型截流型保护电路

针对传统截流型保护电路截流值小、抗负载冲击能力差、过流故障解除后需增加恢复电路或手动电路等问题,设计了一种用于本质安全电源的新型截流型保护电路。该电路采用双重并联控制结构,提高了电路可靠性;在负载过流时能够迅速截流,故障解除后可快速投入,且投入点可调节;具有微功耗电路,降低了轻载或空载时的电源损耗。实验结果表明,该电路能够在过流故障解除后自动恢复,负载效应低,带载能力较强。     

基于DSP的整流器SPWM调制方法优化设计与实现

针对整流器调制过程易产生谐波干扰和非线性等问题,提出了一种DSP控制下SPWM调制的优化设计方法,以TMS320F2812型DSP为主控制器,对交流电压电流调理电路、直流电压调理电路、负载电流调理电路进行了设计、分析与计算,在DSP定时器周期中断下对电压、电流信号进行采样,将采样值优化后作为调制波采样时刻值,带入比较寄存器关系式中来改变比较寄存器的值,从而改变脉冲信号的占空比,通过Modbus协议以MCGS触摸屏下发调制度M,改变SPWM波形,并对电压信号进行显示。对系统进行了仿真和实验,结果表明系统输出信号正常、可靠,具有较强的稳定性和抗扰性。     

一种适用于降压DC-DC的改进型电流检测电路

基于电流模式控制能够较好地改善DC-DC的性能,设计一种适用于降压DC-DC的改进型电流检测电路,所提出的电流检测电路提高了电流感应的速度和精度。通过对电路的理论分析与设计,采用SMIC 0.18μm CMOS工艺模型,利用Cadence工具对电路进行仿真验证,所提出的电流检测电路在负载电流为50 mA~500 mA时都能够达到96%的效率以及小于40 ns的建立时间。在开关频率为2 MHz时,输入电压范围为2.5 V~4.2 V,所需电感值为4.7μH,电容值为10μF,输出电压纹波小于18 mV。     

协处理器端口电路的设计

端口电路负责内部电路与外部电路的连接,既保护晶片免受高压静电放电的破坏,又提供较大的驱动电流以驱动电路板上的负载,因此端口电路的设计尤为重要。端口电路包括电源/地、输入、输出和输入输出四种类型。针对芯片端口电路的设计进行了详细介绍,同时对可能出现的问题给出了合理的解决方法,以达到电路性能的优化。     

一种差动放大器输出转换电路的研究

设计了一种差动放大器的教学电路,研究了电阻负载和恒流源负载的差动放大器的特性。实验电路切换简单,测量方便,便于实践。使用Multisim 10对电路进行仿真,测算了两种差动放大器电路的静态工作点、差模电压放大倍数、共模电压放大倍数以及共模抑制比等。实验结果表明,该电路实现了双端输出转单端输出路,达到电路转换目的。     

基于51单片机的智能负载监控系统设计

介绍了一种以MSC-51单片机作为控制单元的智能负载监控系统实现方案,设计出一款能对电路的负载情况进行智能化监控的控制系统。     

高精度稳压恒流可编程电源的研制

稳压恒流源在电子设备中的运用非常广泛。本文介绍的电源采用控制电路和主电路各自单独供电,理论上只要主电路能够承受,就可以提供任意想要的输出的电压值和电流值。电路采用了预稳压电路,用以减少电路的纹波系数及调整管的压降。采用CPU控制D/A输出用作电路的基准源,方便控制输出电压;控制部分采用闭环控制,实现输出值与设定值无偏差输出。电路可根据负载自动实现稳压与稳流的自动转换电路。用户通过键盘设定输出电压和输出电流值,同时显示输出值大小。     

采用UC3844的反激式开关电源反馈回路的改进与设计

介绍了一种基于PWM控制芯片UC3844的反激式开关电源的反馈回路改进设计,详细讨论了新型反馈电路的工作过程及设计方案,采用光耦PC817和电压基准TL431组成反馈网络。该电源性能优良,具有结构简单,稳压效果好,负载调整率高等优点,具有很高的生产应用价值。     

高压电容取电技术的研究与设计

针对传统技术中采用电压互感器分压带来的不便,设计出基于电容式高压取电的新型取电设备。该设备将电容、变压器串联构成串联电路,由此实施高压取电;利用电容式高压取电原理,设计了新型的高压取电电容;在电路中增加继电器监测单元和过电流监测单元,保证了电路的安全性;通过电容分压,有效地将电路中的高压转换为低压,将得到的电能存储到超级电容器组中,超级电容器组用作供能装置向电力线电网线路中的负载输出电能,供负载使用。试验表明,采用电容式分压原理进行高压取电,不仅用法灵活,减轻了电力线路的运行负担,还提高了带载能力,具有较好的实用价值。     

一种用于线性稳压器的限流电路

介绍一种电路结构简单、限流保护功能可靠、可用于线性稳压电路的限流保护电路,在0.6μm CMOS工艺下流片,测量结果显示该限流电路可在驱动输出超过额定值(100mA)后,有效启动以保护电源芯片安全.     

Electromagnetic vibration energy harvesting device optimization by synchronous energy extraction

This paper investigates a new application of nonlinear techniques for vibration energy harvesting. The Synchronous Electric Charge Extraction (SECE) energy harvesting technique for piezoelectric generators is extended and adapted to electromagnetic generators. This new circuit, which is the dual of the SECE circuit, is named SMFE for Synchronous Magnetic Flux Extraction. A theoretical model is developed, and the harvested power is simulated. Comparisons with a classical energy extraction approach show that between 2.5 more power and 10% less power can be harvested, depending on the generator characteristics. It also allows the maximum power to be harvested whatever the value of the load. Finally, the SMFE circuit was embedded and tested on a simple centimeter-scale electromagnetic harvester. Measurements confirm the theoretical operating principle of the circuit.     

低成本的程控大功率可调稳压电源设计

为了实现发动机转速均匀需要对其精确供油,设计了一种程控大功率可调稳压电源,给出了具体的软硬件设计方法。稳压电路的开关电源芯片LM2596ADJ反馈输出稳定电压,大功率扩流电路实现了电源的大电流驱动能力,控制器STM32和数字电位计AD5293组成的程控调节电路自主调节稳压电路的输出电压。最后,电路中补充完成了抗负载干扰电路的设计,较为明显地改善了电路的通用性、稳定性和抗干扰性。整个系统具有功耗低、体积小、成本低等特点。     

功率MOS管R_(DS(on))负温度系数对负载开关设计的影响

介绍了功率MOS管导通电阻的正温度系数和负温度系数的双重特性以及相对应的V_(CS)的转折电压,负载开关电路通过延长米勒平台的时间来限制输入浪涌电流的工作特点。分析了由于米勒平台工作于负温度系数区域,产生的开关损耗导致局部热不平衡从而形成局部热点的原因。实验结果表明,减小输出电容、提高功率MOS管的散热能力,可以提高系统的可靠性。     

单片机控制的降压型直流开关稳压电源

本系统是以降压控制器LM5117芯片和CSD18532KCS MOS管为核心器件,以MSP430F5529单片机作为系统主控单元,来实现具有输出电压精确稳定的降压型直流开关稳压电源.用单片机内置A/D模块测量输出电压值并使显示器显示,用DAC8501将单片机数据送给LM358构成的PI电路,PI电路比例积分处理后的信号送到LM5117的FB端,最终得到稳定的直流电压.电压调整率和负载调整率低于0.5％,开关稳压电源的效率达85％以上,具有灵敏的过流保护功能以及负载识别功能.     

功率因数提高的仿真研究与实践

为了提高电能的利用率,减小输电线路的损耗,提高功率因数有着重要意义。研究将Multisim仿真技术应用于功率因数提高中,在保证感性负载额定工作状态不变的原则下,采用并联电容器的方法以实现整个线路的功率因数提高。仿真电路测试在并联不同电容时的功率因数和线路电流,并将其仿真研究应用于实际电路。仿真和实验表明,Multisim仿真在电路设计中优势凸显,它非常直观地显示出并联电容器对线路电流和功率因数的影响,对实际电路功率因数提高的设计实施起着指导作用。感性负载并联电容提高功率因数的方法方便有效。