中高压大功率IGBT驱动器有源箝位技术研究

中高压大功率终止型绝缘栅双极性晶体管(IGBT)中驱动器一般通过有源箝位电路来抑制其大电流关断时的电压尖峰。提出将有源箝位电路等效为典型闭环反馈控制系统并进行线性化处理的时域分析方法,用于分析有源箝位过程初期的动态性能。提出一种针对稳定箝位过程的静态分析方法,为有源箝位电路参数取值及确定箝位工作点提供依据。针对双N-MOSFET驱动级,设计了一种对驱动级进行棒-棒调节的有源箝位电路,该电路能降低瞬态电压抑制二极管(TVS)击穿电流,从而降低其在箝位过程中的损耗。最后通过仿真和实验结果验证了理论分析和电路设计的可行性、准确性、有效性。     

单端有源箝位DC／DC变换器

单端正激式及反激式变换器的性能,因采用了有源箝位／恢复技术而大大增强。其优点是效率高,对外干扰及器件应力小。本介绍了两种有源箝位电路拓扑,对电路工作状态进行了分析,对磁化电流和负载电流之间的关系进行了推导。最后,对这种有源箝位的ＤＣ／ＤＣ变换器的优点,作了归纳。     

无需设置箝位开关的箝位谐振直流环节逆变器

为解决多数箝位谐振直流环节逆变器中需设置独立的箝位开关来对箝位过程进行控制所引起的电路损耗增大、控制较为复杂的问题,提出了一种新型无源箝位谐振直流环节逆变器。该逆变器无需设置独立的箝位开关和箝位电容,在变压器的作用下,可将该逆变器的直流母线电压箝位在输入直流电压的1.1~1.3倍,有效地降低了电压应力。此外,该逆变器的零电压持续时间不受负载电流影响,直接由两个辅助开关器件控制,且这两个辅助开关器件同时导通与关断,有利于简化控制。以各个阶段下的等效电路为基础,对电路的工作过程和软开关实现条件进行分析和实验验证,结果表明开关器件实现了软开关,且在额定功率9 kW条件下,逆变器的效率达到96.5%。因此,该逆变器能够有效地提高工作效率。     

单端有源箝位DC—DC变换器

单端正激式及反激式变换器的性能，因采用了有源箝位／恢复技术而大大增强。其优点是效率高、对外干扰小、器件应力小。本文介绍了两种有源箝位电路拓扑，并对电路工作状态进行了分析，对磁化电流和负载电流之间的关系进行了推导。最后，对这种有源箝位的DCDC变换器的优点进行了归纳。     

一种反激式变换器的有源箝位方式

分析了反激式变换器中变压器漏感对开关管漏-源极峰值电压的影响,利用参数的寄生振荡电路限制幅值、RCD箝位限制幅值的作用及存在的问题,提出将有源箝位技术应用于反激式变换器,分析了单管正激式变换器的有源箝位与反激式变换器有源箝位的作用不同之处。最后利用辅助DC／DC变换器作为有源箝位电路,并对反激式变换器在没有有源箝位的寄生振荡限幅形式和应用辅助DC／DC变换器的有源箝位形式进行对比试验,实验结果表明了有源箝位的有效性。     

变压器次级有源箝位正激变换器的研究

介绍一种变压器次级绕组有源箝位电路，在初级开关管关断期间，利用变压器次级箝位绕组电压，驱动箝位管对初、次级电压箝位，同时利用次级绕组驱动输出同步整流续流管。分析了该电路的工作原理，在一台样机上进行了实验，分析了调试中的问题。这种电路明显节省了设计成本，适用于低压大电流电源设计，实验效果比较满意。     

升压式有源箝位ZVS正激变换器分析

本文对升压式有源箝位零电压开关正激变换器的工作过程进行了分析。讨论了利用升压式有源箝位电路实现功率变压器的对称磁复位,利用功率开关寄生电容和励磁电感谐振实现零电压开关的方法。并通过仿真试验验证了电路分析的正确性。     

反激变换器中RCD箝位电路的研究

反激变换器原边漏感对半导体器件的影响较大,通过RCD箝位电路可以降低半导体器件的关断电压尖峰.分析了RCD箝位电路在反激变换器中的工作原理,并介绍了RCD各个参数的设计方法以及RCD箝位电路的损耗分析,实验验证了RCD各参数对反激变换器的影响.     

IGCT变流器吸收箝位电路的参数设计

近年来对风机容量的要求出现了爆发式增长,已达3~7 MW。此外,并网谐波控制、低电压过渡等风机并网标准越来越严苛。以集成门极换流晶闸管(integrated gatecommutated thyristor,IGCT)为核心的中压直驱全功率变流装置既可满足风机的大容量要求,又能灵活实现电网故障过渡、电网无功支撑等要求,成为大容量风机的最优选择。在IGCT变流器中,箝位电路的参数将直接影响器件SOA、最小脉宽与并网电流质量,是风机功率模块设计中十分重要的部分。提出一套IGCT变流器吸收箝位电路的优化设计方法,显著简化了箝位电路的设计过程。在对箝位电路换流工况进行详细分析的基础上,提出了箝位电路的等效电路。根据等效电路进行了响应分析,综合考虑箝位电路的设计原则,找到了优化参数的选取方法,从而降低了最小脉宽限制,提高了动态恢复速度。给出了设计实例,并进行了仿真与实验验证。     

一种低损耗馈能式有源箝位电路

提出一种由二极管、箝位电容、单管直流变换器及其控制电路构成的低损耗馈能式箝位电路。根据箝位电容电压幅值来控制单管直流变换器向电路馈能,只有当箝位电容电压超过设定最高值时,单管直流变换器才馈能工作,其余时间箝位电容充分吸收功率管关断时分布电感的转移能量。单管直流变换器在间歇性脉冲工作方式下获得了更高的工作效率。分析了电路的工作过程及设计注意事项,最后通过实验证明了电路的有效性。     

采用LCD箝位电路的正激DC-DC变换器

介绍了一种采用LCD箝位电路的正激DCDC变换器,它以十分简单的电路结构实现了变压器铁心的磁通复位,并且避免了能量的损耗,提高了变换器的效率。     

控制型手持终端中液晶显示部分的设计与实现

目前,液晶显示技术在各种低功耗移动通信设备中有着广泛的应用.本文结合为某通信系统设计的控制型手持终端,介绍了其中液晶显示部分的硬件电路接口及软件设计.在硬件设计部分,提出了C8051F120单片机与液晶显示模块TNS-G320200FTDL-1W接口的电路设计方案.在软件设计部分,首先介绍了端口初始化函数,其次给出了写入数据/指令操作的流程图以及表单显示的过程,最后介绍了实现屏幕操作功能的函数接口.测试表明,设计的液晶显示部分在手持终端中达到了较好的显示效果.     

A New Flip-Flop-Based Transient Power Supply Clamp for ESD Protection

As CMOS technology is scaled, the design of a robust electrostatic-discharge (ESD) protection circuit that is transparent to the main circuit is becoming more challenging. For high- frequency applications where minimum parasitic capacitance is required, diodes along with clamps are a popular ESD protection method. The main challenge in the clamp design is to keep the clamp in "on" mode for the whole ESD event while minimizing area and avoiding false triggering. In this paper, a new clamp that uses a flip-flop to turn on the clamp for the complete ESD event is presented. The trigger circuit is able to keep the clamp on for over 2 mus, and this clamp passes a 3-kV HBM ESD stress. Simulation results show that this clamp is immune to false triggering and power supply noise. Furthermore, the stability problem in clamps is addressed, and the new clamp is shown to be immune to oscillation.     

基于单片机的LCD显示终端设计

为适应工业应用现场需要将本地远程命令以汉字和ASCII码显示的要求,提出采用基于单片机的液晶显示器(LCD)显示终端。其硬件系统主要由微处理机、译码电路、字库、临时缓冲区、LCD模块接口、通信电路、蜂鸣器发声、复位及看门狗等组成。软件采用RTX51实时操作系统,可实现按时间片轮转和抢先的任务调度,并支持事件和信号驱动。叙述了软件的任务分解、任务工作流程。所设计的LCD显示终端成本低、可靠,符合设计要求。     

基于TMS320LF240X的电动车控制器接口电路设计

提出一种基于DSP的电动车控制器接口电路的设计方法。介绍了基于DSP的双直流电机控制系统,给出了串口液晶模块、外扩存储器、电压电流检测电路和故障处理电路的设计方案。     

改进型有源箝位正激电路的研究

在有源箝位正激电路中,为了使主开关管和辅助开关管能较容易地实现零电压开通条件,提出了一种改进型有源箝位正激拓扑方案。与传统有源箝位正激变流器相比,新方案增加了一个辅助网络,由一个箝位电容和电感构成,这将使变流器能在整个负载范围内轻松地实现零电压开通。因此,大大减少了开关损耗并使电路效率得以提高。详细介绍了变流器的工作模态,并与传统有源箝位电路的性能作了比较。设计了一个230V输入,14.4V/10A输出的样机,给出了工作流程和实验结果,实验数据证明了理论分析的正确性。     

Design and analysis of a high step-up single-switch coupled inductor DC-DC converter with low-voltage stress on components for PV power application

This paper presents a single-switch, high step-up, non-isolated DC-DC converter for photovoltaic (PV) power application. The proposed converter is composed of a coupled inductor, a passive clamp circuit, a voltage multiplier cell, and a voltage lift circuit. The passive clamp circuit recovers the leakage inductance energy of the coupled inductor and limits the voltage spike on the switch. Configuration of the passive clamp and voltage multiplier circuits increases the converter voltage gain. High-voltage gain without a large duty cycle, low turn ratio of the coupled inductor, low-voltage stress on the switch and diodes, leakage inductance energy recovery, and high efficiency are the main merits of the suggested DC-DC converter. Steady-state operation of the converter in continuous conduction mode (CCM), discontinuous conduction mode (DCM), and boundary condition mode (BCM) is discussed and analyzed in detail. Then, design procedure of the proposed converter is given. The presented DC-DC converter is compared with similar topologies to verify its advantages. Moreover, theoretical efficiency of the presented converter is calculated in details. Finally, simulation and experimental measurement results of 388 V-220 W prototype of the proposed DC-DC converter at 50-kHz switching frequency are presented to verify its performance.     

孔金属化设备控制系统

文中介绍基于SPCE061A的孔金属化设备控制系统。分析硬件体系和接口设计,以及软件设计要点。根据孔金属化设备的功能要求,采用SPCE061A芯片作为主控芯片,介绍了系统的结构框图和硬件设计原理,着重阐述了其内部功能模块的设计。为了改善系统的人机界面,采用SPLC501液晶模组,显示各种操作过程的状态。另外,系统有语音提示功能,提示下一个操作内容。该系统具有电路简单,成本低,软件易于实现等优点,适合在各种孔金属化设备的控制系统中采用。     

液晶显示器的接口和编程技巧

介绍了MGLS240128T图形点阵式液晶显示器的内部结构及其与MCS－51单片机的接口电路,针对液晶显示器及其控制器的特点,详细阐述了汉字显示、清屏等功能的程序设计,并讨论了了关于程序优化的问题。     

MCU与LCD接口电路比较研究

液晶显示器广泛应用于各种仪器仪表中,为了使液晶显示器的接口电路达到最优化设计。对单片机与液晶显示器的3种接口电路形式：间接控制方式、总线控制方式（2种电路）,及汇编语言程序设计,进行了详细的分析比较,重点分析了总线控制方式。并采用AT89C51单片机和液晶显示器LM1602为模型,利用编译软件Keil和仿真软件Proteus,进行了编译和仿真。结果表明总线控制方式生成代码量最小,程序执行效率最高,为此类显示电路的设计选择及优化提供了工程参考。