双压电薄膜管道微机器人的功耗分析及电路优化设计

研究了PZT双压电薄膜管道微机器人的功率消耗,推导出其功耗计算公式S=Kfcv²,指出微机器人功耗与驱动电压幅值平方成正比,与驱动电压的频率成正比,与微机器人的电容成正比.优化设计了微机器人的驱动电路,使得其在驱动电压幅值不变的情况下,大幅度提高运动速度.通过实验验证此结论.以上分析研究是此类微机器人无缆化设计的理论基础.     

傅里叶变换的行波型中空超声电机的系统效率

由于行波型中空超声电机的驱动信号为高压、高频信号,因此,由行波型中空超声电机及其驱动器组成的系统的各级功率与效率不容易获取,这些因素均影响到后续对行波型中空超声电机性能的研究。针对此问题,首先,通过傅里叶变换的方法对超声电机驱动信号进行处理,构建了电机及其驱动系统各级效率的计算方法;然后,通过实验获取了行波型中空超声电机及其驱动器组成的系统的效率,并进一步研究了驱动频率、驱动电压及谐振匹配点对系统效率的影响。实验表明:驱动频率越靠近谐振频率,系统总效率越高;驱动电压越大,系统总效率越高;驱动电路匹配的谐振点远远高于电机机械谐振频率,使得驱动信号频率介于电路谐振频率和机械谐振频率之间时系统的效率最高。     

电磁超声导波大功率激励信号的线性放大方法

针对电磁超声导波大功率激励信号的线性放大问题,研究采用多个功率场效应管线性放大并联输出电路作为功率输出级,以提高线性放大后信号输出功率的方法。采用前级场效应管线性放大电路源极驱动方式为功率输出级电路设置静态工作点,并提供瞬态交流输入信号。采用差分结构配置整个电路以抑制开关特性引起的抖动,从而实现低功耗、大瞬态输出功率的线性放大电路的设计。试验结果表明,该线性放大电路能驱动中心频率为180 k Hz的电磁超声传感器,且能获得高信噪比的导波检测信号;在驱动50?标准负载时能输出瞬态功率可达1.8 k W的导波激励信号,且波形失真小。所提出的电磁超声导波大功率激励信号的线性放大方法能有效指导该类电路的设计。     

基于ICL7667实现步进电机高频斩波控制

为了提高小内阻步进电机驱动系统中功率MOSFET的开关速度,采用ICL7667作为功率MOSFET的驱动器,从而实现步进电机的高频斩波控制。首先,针对电阻分压式驱动电路测试和仿真中出现的功率MOSFET的漏级输出未处于截止和深度饱和状态的问题,对所采用的功率MOSFET的栅极电容特性、开关时间等进行了研究,发现栅极电容的充放电过程影响了功率MOSFET的开关速度。接着,提出了提高功率MOSFET开关速度的方法。最后,采用ICL7667作为功率MOSFET的驱动器实现了步进电机的高频斩波控制。仿真和试验结果表明：电阻分压式驱动电路在斩波频率不大于20kHz时,功率MOSFET的漏级输出能处于截止和深度饱和的状态;采用ICL7667的驱动电路,可以保证斩波频率为200kHz时,功率MOSFET的漏级输出仍处于截止和深度饱和的状态。采用ICL7667的驱动电路,使得其斩波频率比电阻分压式驱动电路的斩波频率提高了10倍,可保证小内阻步进电机在高速斩波信号的控制下正确运行。     

海底甲烷气泡多普勒测速超声波发生器研制

多普勒效应测量海底甲烷气泡流速,需要一种能发射稳定频率的正弦波且频率可调的超声波发生电路。采用光电耦合实现信号源与驱动电路隔离,两路驱动信号死区时间可控;并采用悬浮电源D类谐振式电路实现频率高达1MHz正弦波信号的功率放大。测试结果表明,该电路可驱动功率为10~50W的超声波换能器,功耗小、频率稳定、波形误差小。     

ICL7667实现步进电机高频斩波控制

为了提高小内阻步进电机驱动系统中功率MOSFET的开关速度,采用ICL7667作为功率MOSFET的驱动器来实现步进电机的高频斩波控制.对驱动电路采用的功率MOSFET的栅极电容特性、开关时间等进行了研究,发现栅极电容的充放电过程影响了功率MOSFET的开关速度,提出了提高功率MOSFET开关速度的方法.最后,采用ICL7667作为功宰MOSFET的驱动器实现了步进电机的高频斩波控制.仿真和试验结果表明:采用ICL7667的驱动电路,可以保证斩波频率为200 kHz时,功率MOSFET的漏极输出仍处于截止和深度饱和的状态,这比采用电阻分压式驱动电路其斩波频率最大为20 kHz提高了 10倍,可保证小内阻步进电机在高速斩波信号的控制下正确运行.     

基于虚拟PLC的小功率负载驱动电路设计

针对虚拟PLC控制小功率负载的问题,论文研究了虚拟PLC与小功率负载间的通讯,在此基础上设计了一块驱动电路板,为虚拟PLC控制小功率负载提供接口。该电路板包括输入模块、主芯片模块和输出模块三个模块。输入模块负责外部输入信号的采集;主芯片模块负责将输入模块采集的信号传输到虚拟PLC,同时解析虚拟PLC传来的信号准备输出;输出模块负责接收并转化控制信号使之能够控制外部负载。最后,以四层电梯控制实验为案例,验证所设计电路板能够驱动小功率负载。     

锆钛酸铅压电陶瓷（PZT）俘能效率实验研究

为研究不同因素对压电陶瓷俘能影响规律，提高能量俘获效率，本文以锆钛酸铅压电陶瓷（lead zirconate titanate piezoelectric ceramics，PZT）为研究对象。首先，搭建实验测试平台，通过实验获得了3种不同振幅（2、6、10 mm）下PZT输出电压与激励频率的关系，得到被测样件的最佳俘能参数；其次，在对存储电路进行优化的基础上，分别将PZT以单张、双张串联、双张并联以及双路输入的方式接入存储电路，各自在最佳俘能参数下振动30 min，为存储电路中的锂电池进行充电；最后，通过对比锂电池带动二极管的时长来评估不同输入方式的俘能效率。研究结果表明，在以最佳俘能参数振动30 min后，并联方式的俘能效率最高，可使功率为60 mW的二极管持续工作120 s。     

基于F28335的SiC MOSFET驱动系统设计

由于SiC MOSFET开关速度较快,不能用普通Si MOSFET的栅极驱动电路来驱动.设计一种基于F28335的SiC MOSFET栅极驱动电路,利用键盘调节F28335输出PWM信号的频率、占空比、死区和移相值,并在LCM12864液晶屏上实时显示调节值.将PWM信号作为SiC MOSFET栅极驱动电路输入信号应用于驱动电路,从而实现对SiC MOSFET通断控制.实验结果表明:相比于Si MOSFET栅极驱动电路而言,所提出的基于F28335的SiC MOSFET栅极驱动电路操作方便,体积小,稳定性好.     

大功率IPMC驱动电路的设计

设计了一种用于IPMC电制动聚合物的驱动电路,该驱动电路能够提供IPMC低频双极性的可程控信号,输出信号的功率可以达到2W,具有很强的带电流能力。控制系统的主控芯片为AT-mega16单片机,外部电路包括D/A数模转换模块、信号发生模块和信号放大模块3大部分。设计了输出信号的控制软件,可以输出方波、三角波、正弦波和组合波形。通过将该控制系统与信号发生器驱动IPMC的输出结果进行比较,进一步验证了控制系统的可行性。     

APPLICATION OF CIRCUIT SIMULATION IN HARDWARE DESIGN FOR ELECTRONIC CONTROL HIGH PRESSURE COMMON-RAIL FUEL SYSTEM OF DIESEL ENGINE

By means of circuit simulation,hardware of electronic control unit (ECU) of high pressure common-rail electronic control fuel system for diesel engine is designed.According to the system requirements for hardware of ECU,signal-processing circuit of variable reluctance (VR) sensor,filter circuit for input signal,high voltage power circuit and driver and protection circuit of solenoid are simulated as emphases.Difficulties of wide scope of VR sensor output signal,efficiency of high voltage power and reliable and swift driver of solenoid are solved.The results of simulation show that the hardware meets the requirement of the fuel system.At the same time,circuit simulation can greatly increase quality of the design,alleviate design labor and shorten design time.     

新型电光源无极灯驱动器的设计与研究

为推广新型绿色电光源无极灯,现设计了一款200W低频无极灯的新型驱动器。采用有源功率因数校正、恒功率控制的半桥逆变的二级式电路,文中分析了其工作原理,给出了参数设计,并搭建了样机。经测试,样机实现了160～264V宽电压输入,功率因数PF≥0.99,总谐波畸变因数THD≤10%,输出功率稳定在200+5W,电路可靠工作。该驱动器为推广无极灯照明,提高照明质量和推进节能减排具有重要意义。     

一种利用51单片机控制的步进电机设计

应用单片机、步进电机驱动芯片、字符型LCD和键盘阵列,构建了集步进电机控制器和驱动器为一体的步进电机控制系统.采用AT89S51单片机实现对两相步进电机的转速控制.由单片机产生的脉冲信号经过脉冲分配器后分解出对应的四相脉冲,通过分解出的四相脉冲经驱动电路功率放大后驱动步进电机的转动.该装置可以有效的减少系统开发领域的周...     

基于TMS320F2812的数字化超声电机驱动器

提出了一种基于TMS320F2812的数字化超声电机(USM)驱动控制装置.该装置由PFC电路、DC/DC变换电路、频率可调的半桥逆变电路和以高性能DSP芯片TMS320F2812为核心的控制器组成.PFC电路提高装置的功率因素;DC/DC电路实现电压宽范围调节;高频逆变电路实现频率和相位均可调的超声频交流电的输出,直...     

基于Multisim大功率超声加工电源改进

以H桥电路作为功率放大电路主体,通过IR2110驱动芯片将多谐振荡器发出的信号放大为需要的功率,并以此为基础对大功率超声电源进行改进。对所设计的电路进行了Multisim仿真及验证,结果表明该电路可以达到一个比较满意的效果。     

提高应变式传感器性能的几种方法

利用差动思想、交流桥路，采用移相器和相敏检波电路改变交流激励源频率、采用恒流源供电等方法提高应变式传感器的综合性能，重点阐述在提高线性度、灵敏度和减小温度误差方面的作用。     

面阵CCD芯片KAI-1010M的高速驱动系统设计(最终版）

CCD芯片的驱动系统是空间数字测绘相机的核心部分之一,它关系到整个相机的性能和技术指标。简要介绍了行间转移面阵CCD芯片KAI-1010M的内部结构和驱动时序,采用新方法和低成本器件设计了该CCD芯片的驱动电路,把电源和电机控制的脉冲宽度调制技术引入到CCD驱动电路,采用超高速运放驱动高速负压信号以减小其上升、下降沿时间,达到高速低成本驱动要求,解决了驱动设计中的技术难点。实验结果表明：此CCD驱动系统采用低成本的器件设计,具有性能好,成本低,能够同时输出两路CCD电压信号,数据输出速率达15 frame/s,满足空间测绘相机系统的设计要求。若进一步改进电路,数据输出速率可达27 frame/ s。     

基于嵌入式系统的扫频信号源

介绍了嵌入式扫频信号源的工作原理及硬件、软件设计方案.采用基于ARM7TDMI内核的S3C4510B作为嵌入式处理器;以SA4828作为SPWM信号发生器,经过驱动电路控制IGBT模块,产生变频正弦波信号;配以键盘、LCD显示器进行信息输入、显示;采用HY39LV160 Flash作为系统存储器,并在其上移植uClinux操作系统和相应的程序,实现扫频信号源的产生.该信号源设计简单,运行可靠,功能完善,软硬件可剪裁,具有极高的实用价值.