大功率高压脉冲电流源研究

针对高压大功率激光二极管驱动电路高精度、低损耗的要求,文中提出基于高压大电流达林顿管恒流控制的脉冲电流源方案。系统由大功率快速运放构成驱动电路,并采用闭环电流控制技术。为使达林顿管运行在低功耗状态,采用集电极—发射极的低压运行模式。电流源能输出脉宽、幅度和占空比都连续可调的稳定脉冲。该设备能适应激光二极管、电阻和LED等负载要求,可工作于几百伏电压。输出电流脉冲的最大幅值达500 A,上升沿仅有数十微秒,精度在1%以内。电流源稳定工作于小电流充电、大电流放电模式,系统总效率可大于90%。     

核脉冲波形甄别

文中分析核脉冲波形堆积和传统的全硬件核脉冲信号处理电路,提出基于DSP和高速A/D的波形甄别系统方案,可有效地实现去脉冲堆积和脉冲幅度测量,减小系统的死时间,也简化模拟电路设计。在此基础上,可设计新型单道和多道幅度分析仪等核测量仪器。     

幅度—时间变换器

将脉冲幅度变换成时间间隔,应用较广的一种方法,是把被测脉冲先对一个电容器充电,然后使该电容器放电到一个给定值(比较值),电容器放电所利用的时间即对应被测脉冲幅度。按图1所示电路,我们来分析幅度——时间变换器的工作原理。     

一种快速边沿方波脉冲源的设计方法

快速边沿方波脉冲源电路设计是分立器件时间参数测量电路设计的重要组成部分之一。主要介绍其原理是采用FPGA来控制高速D/A从而产生快速频率可调边沿方波(其FPGA内部主要采用DDS的编程原理),同时将快速边沿方波通过特殊高速电路处理(偏置电流电路、零电平偏置电压处理和电压电流驱动放大),此电路设计的方波脉冲源边沿经实验验证小于10ns,电压峰峰值约为20V,同时最大驱动电流可达1A,脉冲源满足大部分分立器件时间参数测量需求。     

Rogowski线圈测量误差分析和估计

分析了在Rogowski线圈测量脉冲电流及电网短路电流时电路参数和线圈结构对测量准确度的影响,结果表明:用I1m=nim算式计算脉冲电流幅值I1m时将产生一定误差;利用简化方程确定短路电流大小时同样会产生误差;若线圈均匀缠绕于骨架,其输出信号不受一次电流导体位置和导体倾斜度的影响。修订了脉冲电流及电力系统短路电流的表达式,并以线圈结构变化为例进行了测量误差估计。     

SSR接通电压测试新方法

本文提出了一种测量固体继电器(SSR)接通电压的新方法.该方法利用单片机和数/模转换芯片(D/A)产生一组幅值规律变化的脉冲电压波,以此作为SSR的输入驱动电压测量接通电压,电压值在导通产生中断后显示在LED上,结果满足产品规范的精度要求.与传统地采用缓慢上升电压作为输入电压的测试方法相比,该方法缩短了SSR在过渡放大区的停滞时间,从而更快速、安全地测量接通电压.     

精密磁测量技术中的模拟-数字转换器

现有的模拟-数字转换器(所谓电压-频率变换器)可以连同一个电子计数器做为数字伏特表和积分器。因为它们具有良好的稳定度和线性度,因此可以把它们用作一个理想的高准确度的磁通计。在某些可实现的条件下测量准确度可以达到±3×10~(-4)。这种变换器输出的是与所施加的瞬时电压成正此的脉冲群,在0.1毫伏至1.2伏的电压范围内每伏的频率为100千赫。灵敏度为10~(-5)伏特秒/数字;但是当采用晶体管测量放大器时,在稍牺牲一些准确度的情况下,灵敏度还能提高1000倍。如利用一特殊的电子调节环节来控制磁通随时间的变化,使得感应电压脉冲的大小与数字变换器输入电压范围的平均值相当,则磁通的测量还可有更高的准确度。除了大大减少半个磁滞迴线的测量时间之外,测量不可靠性此一般的冲击法和磁通测量法要小。其最大的优点是,测量过程有可能完全自动化,从而可以利用测得值打印器来记录。这样装置有数字变换器的测量仪可以用来测量电工钢片和永久磁铁的磁特性,采用晶体管测量放大器后也可用来测量弱磁材料。     

二种脉冲调宽式A/D变换器

本文介绍了两种不同形式的脉冲调宽式A/D变换器。其一是美国Solartron厂生产的Maestro7075高精度数字电压表中的脉冲调宽式A/D变换器,该变换器具有的特点,对于精密测量具有一定的参考价值。而另一种则是用于计算机控制系统的模数变换中,它具有结构简单,使用元件少和具有一定的变换精度的特点。     

采用A/D变换器的数字式功率因数计

一般的指针式功率因数计精度不高,且刘度不均匀,无法测量较低的功率因数值。本文提出一种采用A/D变换器和EPROM数据变换器的数字式功率因数计设计方法,具有测试范围大,分辨率高且均匀等特点。     

感应式脉冲磁场特斯拉计

本文介绍了应用感应式测量变换器的脉冲磁场特斯拉计,该仪器用于测量磁场脉冲底宽度为5～10ms、0.3～10T范围内单脉冲磁感应强度的振幅,总的测量误差在±3%范围内。     

二极管激光器驱动电源的研制

为满足DPL(二极管泵浦固体激光器)表演系统中驱动电源系统的要求,设计了可连续或准连续工作的激光二极管驱动电源,采用TEC(半导体制冷器)作为二极管和倍频晶体的温度调节。二极管驱动电流达3A,当脉冲调制时,输出自动高于连续输出的30%。TEC温度控制精度达0.1℃。电源还具有过流、过热保护,防静电和浪涌等功能。     

新型高能脉冲电源的研究

根据合金材料凝固过程电场处理应用的需要,设计出高能脉冲电源装置。该电源输出脉冲电流的幅值、脉宽和频率都可以在规定的范围内连续可调。文中分析了高能脉冲电源的组成,并为此设计了以单片机为核心的控制电路。采用了新颖的脉冲电流幅值检测方法,解决了窄脉冲电流幅值难以检测的问题。     

基于新型温度传感器的数字温度计设计

温度测量通常采用温度-电压转换的原理实现,测量的分辨率和精度受到A/D转换器精度和价格的极大限制。本文在低成本的前提下,采用温度-频率转换的原理设计了新型的数字温度计。温度计采用NTC热敏电阻与NE555构成多谐振荡器,振荡器输出脉冲的频率随温度变化,通过测量振荡频率间接测量温度值,并利用高精度温度计对测量结果进行了非线性校正,在0℃～100℃的温度范围内测量分辨率≤0.1℃,测量误差≤0.2℃,具有较好的实用价值。     

国内外动态

异步电机驱动的多脉冲AC/DC变换器印度新德里Hauz Khas电力工程局研制的24-脉冲AC/DC变换器,是基于自耦变压器馈电给矢量控制异步电动机驱动(VCIMDs)的多脉冲AC/DC变换器,主要用于在公共耦合点(PCC)改善电能的质量。24-脉冲AC/DC变换器,原理上是按照直流纹波的再注入技术,倍增脉冲和减轻谐波。为此自耦变压器的设计能适合于各种改型应用场合,例如现在使用的6-脉冲二极管桥式整流器。还研究了由负荷变化对VCIMD的影响,以证明AC/DC变换器的效果。仿真结果和实验结果完全证实了24脉冲AC/DC变换器设计与模型的正确性。带VCIMC…     

双A/D采样的跨尺度光栅微纳测量算法与实现

光栅通过细分实现高分辨率测量,光栅细分数与A/D转换位数有关。针对目前低价位A/D采样芯片存在的A/D转换位数高则采样速度低或A/D转换位数低则采样速度高的特点,提出了一种跨尺度的光栅微纳测量方法,该方法通过高速A/D采样实现光栅快速测量,通过高转换位数A/D采样实现慢速微纳测量。为解决双A/D采样与细分的跟踪问题,设计了基于双A/D采样的二路细分算法,一路为判定算法,判定算法是以高速A/D采样值作为细分采样值,另外一路为测量算法,测量算法中的细分采样值是动态分配的,当判定算法的细分值和细分增量值满足跟踪条件时,测量算法中的采样值为慢速A/D采样值,否则为高速A/D采样值。实验数据表明,采用上述测量方法,可以任意组合两种不同转换位数与采样速度的A/D芯片,以满足不同需求的跨尺度光栅测量要求。     

交错并联Buck变换器的快速脉冲电流输出研究

将脉冲宽度调制(PWM)调光策略与电荷控制四相交错并联Buck变换器相结合,可输出具有快速上升沿/下降沿的脉冲电流,适用于脉冲负载场合。分析了两种PWM调光策略(两电平调光和开关管调光)下变换器的工作原理,并通过实验结果对比分析了变换器采用这两种调光策略作为输出电流实现方式时瞬态性能的差异。实验结果表明,两电平调光策略下变换器的输出电流上升/下降过程平稳缓慢,开关管调光策略下变换器的输出电流上升/下降过程迅速,但上升沿有微小过冲。     

国外A/D、D/A变换器发展概况

本文对目前国外生产的A/D变换器以速度快慢进行分类。并介绍每类A/D变换器的各种变换原理、特征、应用范围,列表介绍各类典型产品及其生产厂家,最后简述A/D、D/A变换器的发展概况。     

一种实现功率信息双传输的半导体激光器驱动电源

介绍了一种应用于中小型侦察无人机背景下的激光能量传输系统中的半导体激光器驱动电源实现功率和信息同时传输的方法。具体分析了如何在激光器恒流驱动的基础上叠加脉冲电流以确保驱动电源在传递功率的同时还可以传递指令信号。通过采用恒流变换器和双向变换器的并联结构,在保证系统效率最大的基础上使得双向变换器的电感电流可以较快地跟踪信号。双向变换器选择最简单的Buck/Boost产生所需的正、负脉冲电流,以通信信号为电流基准,采用电压环和电流环双环控制,使得双向变换器的输出电流能根据带有指令信息的通信信号而变化。最后搭建了一台原理样机验证了该方法的可行性。     

基于激光干涉法的MEMS高g值加速度计准静态校准

介绍了采用Hopkinson杆冲击装置产生激励加速度脉冲,利用激光多普勒干涉仪对激励信号进行测量,实现对MEMS高g值加速度计进行准静态校准的原理。给出了传感器灵敏度系数的两种标定公式,并对校准系统中影响激励加速度脉冲幅值测量误差的主要因素进行了分析。通过对一种压阻式高g值加速度计的两种灵敏度标定结果和测量不确定度的分析,比较了两种标定公式的优缺点。     

LED脉冲电流驱动与发光效率的研究

通过实验对LED脉冲电流驱动与发光效率之间的关系进行了研究,得出了脉冲电流的幅度、占空比、频率、波形形式对LED发光效率产生的影响。高峰值低占空比的脉冲电流对LED的发光效率的影响较为明显;驱动频率在200～2000Hz范围内的脉冲电流可以使LED有相对较高的发光效率;额定峰值低占空比的脉冲电流,可使LED的发光效率得到一定的提高;脉冲电流的纹波系数越小,LED的发光效率越高;相比较三角波、正弦波、方波三种脉冲波形,三角波驱动发光效率较高。