用于多表集抄系统的自适应M-BUS主机电路设计

针对国家电网的电、水、气、热多表集抄,提出了一种自适应的MBUS主机电路,通过调整LDO的反馈电阻来实现对M-BUS总线电平的控制,使用电容来采样、锁存总线电流数值,自动适应外部总线电流的变化,从而完成对从机数据的收发。文中详细阐述了主机电路的收发原理,并结合实际应用的特点,实现了与主控电路的光电隔离。现场应用表明,该电路抗干扰能力强、可靠性高、带负载能力强。     

电容式微机械陀螺接口电路噪声分析

电容式微机械陀螺接口电路的噪声抑制特性直接影响了其关键性能指标,是微机械陀螺研究的重点。基于电荷放大器为前置放大电路的微机械陀螺接口电路为研究对象,建立了包含运放输入电容、输入电阻、噪声电流、噪声电压、反馈电阻噪声、寄生电容在内的电荷放大器电容分辨率的模型,提出了通过增大载波电压、选择低噪声电压和噪声电流运放、增大反馈电阻提高分辨率的方法。采用厚膜电路实现的电荷放大器进行了实验,结果表明电荷放大器的输出噪声和理论计算值处于同一数量级,电容分辨率可以到达10-19 F。     

基于等效电路法的高频继电器建模与研究

通过经典传输线理论及部分元等效电路(partial element equivalent circuit,PEEC)方法,对高频继电器常闭型信号传输路径的分布电容、电感、电阻等参数进行提取,建立信号传输路径的等效电路模型。对其进行仿真分析得到继电器射频(radio frequency,RF)性能曲线,并讨论了影响继电器插入损耗、电压驻波比及隔离度的主要因素。高频继电器RF性能的实验测试结果与等效电路模型仿真结果符合较好,表明了所建立等效电路模型的正确性。     

用于FAIMS系统的微电流检测电路

为解决电容积分式电流检测法不能满足FAIMS快速测量要求的问题,设计了一种用于FAIMS系统的微电流检测电路。该设计运用I/V电阻反馈法对信号进行放大。通过屏蔽和滤波等设计,有效地降低了FAMIS系统对检测电路的高频电磁干扰。考虑到前端电路的噪声来源,采用合理的元器件和电路设计,运用两级放大将FAIMS系统中的pA级电流放大并转换到mV量级。通过采集卡,利用LabVIEW对测得的电流信号进行采集和数据处理。实验结果表明,该电路的测量精度优于0.1 pA,采样频率高于15 Hz。进行了FAIMS系统实验,测得系统输出的背景噪声为0.2 pA。以乙醇为实验样品,在载气（N2）流量为0.8 L/min的情况下,得到了乙醇的FAIMS谱图,证明了该微电流检测电路可用于FAIMS系统。     

基于PIC单片机的开关电源数字控制研究

介绍了基于PIC单片机为控制单元的开关电源,给出了系统总体结构和关键电路参数电感值和电容值的计算.并在此基础上设计出采样隔离电路、驱动隔离电路.运用闭环控制调节占空比的大小实现输出电压的稳定,通过液晶显示实时监视开关电源的工作状态.最后通过对一个72W数字控制开关电源的实验验证了该方案的可行性.     

新颖的高频电气隔离型正弦交流开关稳压电源

分析了一种新颖的高频电气隔离型正弦交流开关稳压电源电路拓扑,研究了其电压瞬时值反馈控制策略、稳态工作原理、RC缓冲电路和关键电路参数的设计准则,最后给出了原理实验结果.结果表明,该正正弦交流开关稳压电源具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、功率密度高、双向功率流、网侧功率因数高等优点,故具有很高的应用价值.     

A wide variable‐range CMOS–VCXO for IC

Recently, miniaturization, low power consumption, and high‐frequency stability have been required in crystal oscillators as a frequency source, because of the rapid development of mobile communications, typified by cellular phones. Usually, a VCXO (Voltage Controlled Crystal Oscillator) has been included in PLL. And it has been required that the VCXO should be implemented on a CMOS–IC chip. The oscillating frequency of a traditional VCXO has been controlled by capacitance variation of a varactor diode. But it is difficult to implement the varactor diode on an IC chip. In our previous study, we showed that a transistor VCXO utilizing the MOSFET's Miller capacitance of a variable capacitance circuit had a wide frequency variable range. On the other hand, in a CMOS–VCXO, the Miller capacitance has decreased. Therefore, a wide frequency variable range could not be obtained by utilizing the Miller capacitance in the CMOS–VCXO. In this paper, first, a variable capacitance circuit is realized in order to construct a wide‐variable‐range CMOS–VCXO for IC. The variable capacitance circuit is composed of a MOSFET as a voltage controlled resistance. Next, the CMOS–VCXO is constructed by the variable capacitance circuit and a CMOS crystal oscillator. As a result, we show that the CMOS–VCXO has a wide frequency variable range of about 400 ppm.© 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 130(3): 49–56, 2000     

基于馈线零序阻抗特性的谐振接地故障选线方法

谐振接地配电网发生单相接地故障后,健全线路的零序阻抗在最小串联谐振频率以下的各频段呈电容特性;故障线路的零序阻抗在高频段呈电容特性,在低频段呈电感特性。依据这一现象,提出一种基于馈线零序阻抗特性的故障选线方法。通过低通和带通数字滤波器提取母线零序电压和各馈线零序电流的高频分量和低频分量,并分别对母线零序电压的高频分量和低频分量求导。由于容性线路的电压导数与电流的比值为定值,故母线零序电压导数与健全线路零序电流的比值在高频段与低频段相等,其实际差值近似为0;母线零序电压导数与故障线路零序电流的比值在高频段与低频段不等,其差值较大,据此构成故障选线判据。理论分析和仿真结果表明,该方法选线准确、可靠且适应性强。     

倍加器型高频高压数字电源

为了精确控制不同的工作环境下静电除尘器的电压,讨论了传统静电除尘用低频高压电源与高频高压电源的区别,用PSpice软件仿真了静电除尘器用高频高压电源。分析了频率对倍加器输出电压的影响;利用仿真结果拟合出高压硅堆导通时间公式,可用于高压硅堆损耗计算及高压硅堆型号的选择;利用公式推导出负载对输出功率的影响。最后给出基于LabVIEW环境的倍加器型高频高压电源实验,验证其频率、输出的可控性;通过电压反馈控制,将杂散电容引起的不稳定频率上限从<5kHz提高到>10kHz,降低了电源所需高压电容的大小,降低了系统成本。     

用于ECT系统的低成本、宽带微小电容测量电路

介绍了目前满足ECT(电容层析成像)系统要求的三种微小电容测量电路的原理、优缺点;分析、设计了程控增益负反馈交流型电容测量电路。该电路采用分立元件设计激励信号,降低了系统成本,具有动态测量范围宽、灵敏度高等特点,已成功应用于电容层析成象系统的测量中;最后给出了具体的实验结果。     

双PWM变频器电容电流反馈控制的研究

为了减小双PWM变频器的电容容量和稳定直流母线电压,采用了一种新型的电容电流反馈控制策略.该控制策略的特点是在电流前馈的基础上,直接引入电容电流的反馈控制,使电容电流紧紧跟随给定电容电流的变化,实现电容电流无静差调节.建立仿真模型,结果表明该方案优化了直流母线的动态特性,降低了对电容容量的要求.     

基于OPA454的新型高压级联放大器优化设计

为获取频率可调的高线性度电压信号,提出基于OPA454的高压级联线性放大器的优化设计方案。首先,设计高压级联放大器的主电路、隔离电路和级联放大电路;然后,分析此线性放大器的负反馈特性和容性负载特性,保证输出电压信号的高线性度和带容性负载能力;最后,搭建两级级联放大电路模型,时域下测试输入电压频率分别为0.001 Hz、1.0 Hz、1.0 kHz、10 kHz时放大器的输入输出波形,在频域下对比一级电压放大电路和两级电压放大电路的频率响应曲线。结果表明:设计的新型线性放大器输出的电压波形可对输入电压线性放大40 n倍,并达到较高的线性度和低波形失真率,满足可调频率下电压准确放大的要求。     

降低流水线型模数转换器功耗

文中提出基于开关电容电路设计形式的功耗优化方法.该方法通过减小采样电容与反馈电容的比值来优化功耗,适用于高速、低精度的流水线型模数转换器.使用此方法可使每级位数均为1.5bit的流水线型模数转换器节省10%的功耗.     

断路器暂态模型及参数对VFTO影响的仿真分析

气体绝缘变电站(Gas Insulated Substation,GIS)设备模型的选取是快速暂态过电压(Very Fast Transient Overvoltage,VFTO)仿真计算的关键,断路器作为GIS主要的电气设备,其模型及参数的选取必然会影响VFTO的仿真结果.为此文中利用EMTP-ATP软件对1 100 kV变电站进行建模,建立了考虑断路器结构的暂态仿真模型,分析断路器结构参数对VFTO的影响.结果表明,合闸电阻对VFFO的幅值具有明显的抑制作用;随着断路器并联电容的增大系统中VFTO幅值呈减小趋势,主要频率和频率幅值减小;断路器对地电容变化对不同节点处VFTO的影响程度不同;空载母线变化对母线端部和断路器处的VFT0影响最大.     

基于嵌入式实时系统的磁光开关驱动电路设计

设计并制作了薄膜型磁光开关的驱动电路系统,电路系统包括开关电源部分、按键及液晶显示部分、驱动电路部分和软件控制系统部分。开关电源部分为驱动电路提供电压,控制系统部分控制按键操作和液晶显示,并且控制驱动电路输出。电路系统充分利用UC/OS-Ⅱ实时系统,通过软件算法控制切换开关状态,产生正负方波脉冲。结果表明,电路可以在50Hz～30kHz频率范围内实现电流低于2A的输出,频率调节精度达到±2kHz。该电路系统高效简单、精度高、操作界面人性化并且可实现宽频范围内的可变频及可变占空比的功能,具有较高的实用价值。     

电容器内熔丝应用中的若干问题分析与探讨

文中运用电工原理的方法对串联电容器短路放电波形进行了分析,求解出串联电容器短路放电回路方程,对短路放电试验过程中内熔丝消耗的能量、效率、温升进行了量化计算.文中还分析了隔离试验时内熔丝的能量效率及运行中的故障电容器熔丝隔离后的电容量、电压及储能的变化情况.     

500kV砚都站断路器均压电容爆炸事故仿真分析及反措建议

针对一起500 kV变电站隔离开关操作过程中发生的触头关合不到位引起的断路器均压电容爆炸事故,运用电磁暂态软件ATP/EMTP编程建立了电弧重燃模型,从过电压以及能量积累两方面对事故原因进行了分析。结论认为事故是由系统通过电弧向均压电容与线路对地电容构成的串联电容多次充电引起的,均压电容两端电压波形包含基频、高频两个分量,长时间工频电压和操作电压的叠加作用效应最终导致均压电容发生绝缘击穿。根据仿真计算对事故反措提出了建议。     

基于自积分Rogowski线圈的脉冲电流传感器的建模研究

自积分式Rogowski线圈的体积小、频率响应高,是测量脉冲大电流信号的理想手段。本文分析了Rogowski线圈测量脉冲电流的原理,建立了自积分式Rogowski线圈分布式参数模型,分析了影响线圈频率特性的主要因素,采用电磁场数值分析方法建立了线圈三维电磁场模型,提取了线圈的电感、电容参数。利用求取的参数及等效电路,对其开环特性、闭环转移阻抗及相关影响因素进行仿真,仿真与实验结果对比表明了所建立电路模型的合理性,同时验证了参数的准确性。     

Numerically established correlation in electrical responses ofpolymer film capacitors to ac and pulsed voltages

In this paper, an equivalent circuit model is used to simulate electrical responses of metalized polymer film capacitors to either ac voltage or pulsed voltage stresses, in particular electric field induced on the electrode coating surface and power dissipation within the film capacitor. Electrode segmentation patterns are taken into consideration by means of arrays of interconnected lumped surface resistors, and the film capacitance is modeled by a set of shunt capacitors distributed across the length of the capacitor film. Voltage magnitude and waveform characteristics are studied in great detail for their effects on surface electric field and power dissipation. Through numerical examples, surface electric field and dissipated power induced by one type of external stress (ac or pulsed) at one frequency are shown to correlate with those at a different frequency. Further correlation is also established to relate surface field and dissipated power induced by one type stress (e.g. ac) to those by the other (pulsed), provided the waveform. characteristics of the two different stresses are specifically related. These numerically established correlations can permit significant reduction in development time of metalized film capacitors     

耦合电容器高频电容与极间介质关系的研究

对不同极间介质的耦合电容器的高频电容进行理论分析、计算和实验研究后指出,在结构、固有电感类同的条件下,耦合电容器高频电容随极间介质中非极性介质的比例增加而上升,５００ｋＨｚ时可超过额定值的１５０％。同时极间介质为膜纸复合的耦合电容器在ＧＢ／Ｔ４７０５—９２推荐的工作温度范围内高频电容不会低于额定值的８０％。