影响非接触式能量传输效率的因素分析

非接触式能量传输方式可以解决接触式能量传输带来的各种问题。但非接触式能量传输存在较大漏感，传输效率受到限制。本文通过对非接触武能量传输的分离式变压器的拓扑结构，补偿容抗电路，闭环控制电路的研究与分析，设计一套非接触能量传输平台，提高非接触能量传输的效率。文章完成了非接触传输系统的硬件电路和实验平台的搭建，实验结果证明在一定输入条件下，在气隙间隙5mm的条件下传输效率达7096，随着气隙增大传输效率明显降低。     

感应耦合系统能量传输补偿方法研究

为了分析四种补偿拓扑在非接触能量传输系统中的能量传输特性,建立了系统初次级四种补偿拓扑的数学模型,结合工程应用实际,选取特定的参数,并利用Matlab对系统次级所接收的有功功率进行了仿真分析,获得了非接触能量传输系统在谐振条件下,次级在四种拓扑情况下随发射和接收线圈电感值变化的有功功率的变化曲线。得到了非接触能量传输系统采用初级并联次级并联的方法可以比其他三种补偿方法获得的有功功率高的结论。     

峰值电流控制开关电源的反馈补偿问题研究

针对电流控制模式降压型开关电源芯片,探讨了输入电压的不同以及工作温度的差异造成对输出带负载能力和峰值电流的影响。在电流反馈回路的斜坡补偿模块中,加入随输入电压线性变化的基准电流源,以补偿不同输入电压对采样与斜坡补偿峰值电压造成的差异。此外,对反馈环中的比例电阻采用不同的工艺制作,通过电阻的温度系数补偿由采样电阻随温度变化所造成的采样电压的变化,减小温度对电路的带负载能力和峰值电流的影响。改进后,在相同环境温度下,4．7V到30V输入时,输出最大负载电流差异由2A降为0．5A。电阻改进后,从27℃到150℃,输出最大负载电流几乎不变。     

植入式医疗设备中的电流源型无线能量传输结构

提出了一种新型的电流源型无线能量传输结构,有效提高了经皮无线能量传输的传输效率和接收端的输出电压。不同于将接收端的LC回路当作电压源的传统感应能量传输结构,提出的电流源型无线能量传输结构以一种新颖的方式,将接收端的LC回路当作电流源。这就无需在电路中使用具有部分电容和二极管的DC-DC电荷泵或者AC-DC倍压器等结构,电流源型无线能量传输结构本身就能实现具有较高电压转换效率的AC-DC转换器的功能。仿真结果表明,在1 MHz的工作频率下,该结构能够实现高达±15 V的直流电压输出,适用于需要高电压为20 V(±10 V)左右的功能性电刺激器系统。     

矩阵变换器在不平衡输入电压下的控制策略

通过检测矩阵变换器的瞬时输入电压并实时调节输出电压调制矢量,采用空间矢量调制策略的矩阵变换器能够在不平衡且非正弦的输入电压下得到正弦平衡的输出电压。在非平衡输入电压下,若输入功率因数角不变,矩阵变换器的输入电流将不再正弦。本文给出了输入电流与输出功率及输入功率因数角之间的关系,通过调节输入电流调制矢量的方向,可得到正弦但不平衡的输入电流。仿真证明了理论的正确性。     

提高Buck型DC-DC变换器带载能力的补偿设计

针对采用斜坡补偿的峰值电流控制Buck型DC-DC变换器设计,由输入电压及工作温度的差异造成的对输出带负载能力和峰值电流严重影响的问题,提出一种新颖的可提高电路带载能力的补偿设计.通过在斜坡补偿模块中加入一个随输入电压线性变化的基准源,补偿输入电压变化对采样与斜坡补偿峰值电压的影响.同时,采用不同的工艺对反馈环中的比例...     

基于TMS320F28027小型逆变器控制模块的研制——(Ⅱ)软件设计

本系统采用TI公司的TMS320F28027作为逆变器的控制核心。它自带有效的死区控制,死区时间可以通过上位机软件来进行调整设置。通过上位机软件,F28027与上位机进行实时通信,来传输输出电压、输出电流、输出频率、输入电压等。     

电流模式DC-DC自适应斜坡补偿的设计与实现

为了改进电流模式DC-DC固有不稳定性的补偿方法,本文提出了一种可以兼顾稳定性、带载能力、转换点抖动的自适应斜坡补偿方法。基于对电流环路的分析,通过检测输出电压与输入电压,转化为自适应的斜坡补偿电流,优化了电流环路的补偿方法。该方法提高了补偿的精确性,消除了过补偿以及传统斜坡补偿的带载能力与抖动问题。设计电路在一款基于0.35 m CMOS工艺的电源芯片中进行了验证,测试结果表明,电源电压为5V、占空比从10%~100%的调节过程中,电流限制阈值恒定,系统启动与工作状态稳定。     

一种随占空比变化的分段线性斜坡补偿电路

针对DC-DC变换器中脉冲宽度调制产生的谐波振荡问题,基于斜坡补偿原理,提出一种随占空比变化的分段线性斜坡补偿电路,以克服单一斜率斜坡补偿容易造成斜坡过补偿的问题。Pspice仿真结果表明,输出的波形与理论分析相符,系统在电感电流发生扰动的情况下具有稳定的输出电压。采用Active-Semi的专利ISOBCD20工艺进行流片,测试结果表明,电路在420kHz开关频率下产生高达2A的输出电流,芯片可以在高达20V的输入电压下工作。在关断模式下仅消耗8μA的电流,具有很高的工作效率,峰值效率达到95%。     

一种新的应用于开关电容DC/DC转换器的补偿电路

采用Chartered 0.35μm CMOS工艺,设计实现了输入电压范围2.7～5.5 V,负载电流高达200mA的降压式开关电容型DC/DC转换器.为了在整个输入电压和负载电流范围内稳定输出电压,并且提高输出电压精确度,在对开关电容转换器环路建模分析后,提出了一个新的应用于开关电容DC/DC转换器的频率补偿电路.该...     

基于高性能升压转换器的跨导误差放大器

在分析峰值电流模式升压转换器原理的基础上,设计了一种结构新颖,高精度高性能跨导误差放大器。提出了将具有动态电流自补偿功能的基准电压电路复用为误差放大器输入级的新方法,克服了传统外接基准电压时误差放大器易受干扰和基准电路设计复杂的缺点,提高了误差信号精度和放大器跨导。设计了输出电阻可调电路,简化了补偿网络设计。电路用0.6μmBiCMOS工艺实现,测试表明:3V输入电压,1.2MHz工作频率下,误差放大器开环电压增益57dB,跨导322μS,输入偏置电流小于50nA;升压转换器输出电压15V,输出纹波小于5mV。     

基于有源功率因数校正的高功率因数电源设计

构建有源功率因数校正（APFC）的高功率因数直流电源。该系统采用TI公司专用APFC整流控制芯片UCC28019作为控制核心,构成电压外环和电流内环的双环控制。其中内环电流环作用是使网侧交流输入电流跟踪电网电压的波形与相位;外环电压环为输出直流电压控制环。外环电压调节器的输出控制内环电流调节器的增益,使输出直流电压稳定。系统采用ATmega16单片机进行监控,完成输出电压的可调以及输入功率因数、输出电压、输出电流等的实时测量与显示和输出过流保护等功能。实测表明,系统性能指标完全达到或超过设计要求。     

一种基于FVF的自适应斜坡补偿电路

采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺,设计了一种应用于电流型DC-DC转换器的斜坡补偿电路。基于FVF结构,电路能动态地检测输入和输出电压,并将该电压差转换成电流,产生自适应斜坡电压,不仅提高了DC-DC转换器的补偿精度,还避免了高占空比下的过补偿,提高了系统在高占空比下的带负载能力。仿真结果表明,在5 V工作电压下,输出电压工作范围为1～4.5 V,即占空比最高可达90 %,最大负载可达1 A。     

使开关稳压IC输出电流增大到12倍的双极晶体管

图1所示电路采用最少的外部元件,就可使0.5A补偿型开关稳压集成电路的最大输出电流提高到6A以上。该电路适用于15V～60V输入电压,根据所选开关稳压集成电路的不同,可提供3.3V、5V或12V三种输出电压。图2是在高达60V的输入电压范围内绘制的三种标准输出电压的转换效率曲线。该电路适用于要求输出电流、输入电压比标准集成电路高,或     

非接触电能传输系统松耦合变压器传输特性的研究

本文是对基于非接触感应电能传输技术的全桥谐振变换器的传输特性进行的研究.松耦合变压器是非接触电能传输系统中的关键部件,本文首先分析了松耦合变压器与传统紧耦合变压器的区别进而提出原副边补偿问题,其次计算出串串补偿和串并补偿电容的选取,再次计算当系统工作在谐振状态时电压的放大倍数并得出负载特性,最后通过PSpice软件搭建电路并仿真,证明分析和结论的正确性.     

一种低失调运算放大器的设计

基于Bipolar工艺设计,结合激光修调技术,实现一种四通道、低失调、低功耗、高增益的运算放大器。电路整体结构包含：基准偏置电路、差分输入及偏置补偿电路、中间级电路、输出及过流保护电路。输入级选择差分输入结构,采用输入偏置补偿设计,降低了输入失调电压和偏置电流;中间级采用射随器结构,结合密勒补偿电容及零点电阻,提高电路的稳定性;输出级采用B类的输出结构,结合过流保护设计,增加电路的安全性。电路封装后测试：输入失调电压10μV,输入偏置电流0.5nA,大信号电压增益130 dB,电源电流2.4mA,增益带宽积1.5MHz,噪声电压7.34nV/√Hz。     

矩阵整流器输入与输出滤波器特性的研究

矩阵整流器是一种真正的降压型四象限AC-DC变换器,可以用在各种三相电压供电的直流电源领域。鉴于矩阵整流器采用波形高频合成原理实现输入电压-输出电压的变换和输出电流-输入电流的变换,并非纯硅变换器,输入LC滤波器与输出LC滤波器的设计至关重要,并决定着整流器系统的功能、性能和可靠性。在理论分析矩阵整流器与电流源PWM整流器具有共同变换本质的基础上,采用电路DQ转换方法,建立输入LC滤波器-矩阵整流器-输出LC滤波器系统的DC等效电路,重点分析了DC特性高低对滤波器参数设计要求,进而给出设计原则和参数选择公式,并进行实验验证。     

一种新颖的多值基准输出缓冲器设计

对比分析了不同结构的传统多值基准输出缓冲器,提出了一种新颖的多值基准输出缓冲器结构。采用PMOS输出结构提高了输出电压摆幅,利用低输出阻抗结构加快了瞬态响应速度,解决了传统结构无法兼具高输出与快响应的矛盾,电路功耗低、易补偿。基于0.15μm标准CMOS工艺,用Hspice软件对电路进行仿真。仿真结果表明,当电源电压为5 V、温度为25℃时,输出电压上限可达4.82 V;当补偿电容取3 pF时,相位裕度达到86°;当输入电压为1.2 V、输出电压为4.5 V、输出电流扰动变化量为100 nA时,瞬态响应时间为4μs;静态电流仅为7μA。     

电流模式控制的DC-DC变换器中电流环的设计

电流反馈环路是开关变换器中重要的模块之一,主要分析了常用的SENSEFET技术的不足,提出了一种优于SENSEFET技术的电流检测电路.该电路通过检测功率管上的压降反应电感电流的变化,利用工作在线性区的PM06管代替电阻,采用体偏置跨导增大环路增益,提高检测精度,使输出检测电流与电感电流的比率几乎不受温度,工艺,电源电压等因素的影响.同时设计了一种自适应斜坡补偿电路,可根据输入,输出电压自动调节补偿斜率,有效解决了传统固定斜率斜坡补偿所产生的带载能力降低的问题.电路的输入电压范围为2.5～5.5V,工作频率为1MHz,可精确检测0～3.5A的电感电流,适用于大电流的开关变换器.     

为轻载工作而设计的非同步降压稳压器

通常情况下，降压稳压器的设计针对的是连续模式工作，这就简化了输出电压计算及系统设’计。然而，如果系统非同步，而且要求在轻载条件下工作，情况就变得更复杂了。在这些条件下，降压稳压器可能转而采用不连续模式工作。占空比从输出电压与输入电压之比（Vout／Vin）变为涉及电感值、输入电压、开关频率及输出电流的一项复杂函数。