基于连续高压脉冲方波的绝缘老化试验系统

为研究牵引逆变器输出脉冲电压对变频牵引电机绝缘的影响,根据牵引逆变系统电压波形和加速老化试验原则,采用变压式试验电源研制了一套基于连续高压脉冲方波的绝缘老化试验系统.高压脉冲电源为双极性,脉冲电压峰峰值为0～10 kV,频率为500 Hz～20 kHz,占空比为50%,上升沿时间2 μs左右,输出功率1 kW,温度范围为室温～300 ℃,高压脉冲电源脉冲幅值高、频率可调,具有过流、过压保护功能,完全满足进行变频牵引电机绝缘材料性能试验的要求.     

压电驱动无针注射器脉冲电源设计

针对压电驱动无针注射对电源的需求,设计了与压电无针注射器配套的脉冲电源,该脉冲电源的驱动控制系统由电池提供12V的直流电压,通过Buck与推挽电路级联电路升压后整流滤波输出0～400V直流可调电压,由反馈电路对输出电压进行校正,最后全桥逆变电路实现输出频率与占空比可调,且输出电压在0～400V随占空比的改变成线性变化的瞬时高压脉冲信号。实验结果表明,该脉冲信号稳定可靠,输出纹波在范围0.5%以内,满足了压电驱动无针注射电源需求。     

电磁超声高压脉冲激励电源设计

为提高电磁超声检测中换能器能量转化效率及缺陷检测灵敏度,研制出一种脉冲和频率可调、高电压、大功率的脉冲激励电源。该设计以SG3525和ARM为核心,采用两次逆变方式,实现升压和负载控制。实验结果表明:该激励电源可以实现250 V高压和1 000 W大功率输出,具有输出稳定、电压可控、频率可调、自我保护等特点,提高了换能器转化效率及缺陷检测灵敏度。     

微细电化学加工纳秒脉冲电源的研制

根据微细电化学加工的工艺特点,采用CPLD器件EPM7160与8位单片机STC12C5A60S2,设计了微细电化学加工纳秒脉冲电源。脉冲参数设置通过专用键盘或RS232实现,参数显示采用国显电子的12864液晶模块实现,人机界面友好。通过RS232,电源可以接受主控计算机的实时参数调整。测试表明,脉宽、脉间等脉冲参数可调,且调节方便,通用性强。输出脉宽、脉间可以调至20ns以下,适于微细电化学加工。     

高压方波不可逆电穿孔肿瘤消融装置的研制

根据高压脉冲引起细胞不可逆电穿孔而使组织消融的机理,应用现代电子电力技术、高电压技术及嵌入式技术,研制了一套可实现输出脉冲频率、脉宽和峰值参数独立可调的高压方波脉冲肿瘤消融装置.装置研制完成后,在实验室连接电阻负载调试,调试结果表明,装置运行稳定,输出的方波脉冲波形符合不可逆电穿孔研究需要,达到了装置的预期设计目标,同时也为将来针对离体细胞和小动物的不可逆电穿孔实验打下基础.     

无线无源的参数可控脉冲发生器

针对植入式刺激器内置电源容量有限、体积大、潜在安全隐患等问题,设计了一种无线无源的参数可控脉冲发生器.该发生器基于电磁耦合原理,由经皮变压器、储能电容、整流电路及双稳态触发器构成,与传统的脉冲发生器相比,在不加入微控制器和维持原有通信信道不变的情况下,实现了脉冲发生器输出信号的幅值、频率、脉宽、极性可调,克服了其他脉冲发生器信号极性不可控的弊端,且电路结构极为简单.通过pspice仿真、实际电路、样机实验的测试,实验结果与理论分析吻合.脉冲发生器输出信号的频率范围0 ～ 300 Hz,脉宽范围60 ～450μs,幅值范围0～10V,且极性可调.因此该脉冲发生器满足植入式刺激器的需求,同时还可用于某些密闭化学、生物装置.     

基于DSP控制的新型半导体脉冲激光电源设计

介绍了一种基于DSP控制的半导体脉冲激光电源,主电源电路采用半桥逆变的电压反馈式谐振变换电路,控制和保护电路以TI公司的TMS320F2812数字信号处理器为核心,外加外围驱动电路和硬件保护电路,DSP准确程控电源输出信号的频率、脉宽、脉冲电流幅度和电压大小.     

一种基于MOSFET的晶体管式微细电火花加工脉冲电源的研究

通过对RC式脉冲电源和晶体管式脉冲电源的综合比较,提出一种基于FPGA的晶体管式微细电火花加工脉冲电源,该电源结合FPGA开发板和IR2101专用集成半桥驱动器,驱动半桥式结构的功率MOSFET,电源经实验验证后,在加工精度、效率及表面粗糙度等方面表现良好。经测试,该电源最高频率可达1 MHz,输出脉宽1～101 ms可调,开路电压1～200 V可调,同时结合微细电火花加工的实际需求,可以实现粗、半精、精三种加工形式。     

基于 CPLD的双通道高压脉冲信号源

针对声波测井压电陶瓷换能器容性大的负载特性,采用单片机和CPLD相结合的方式设计了一种输出幅度高、驱动电流大、脉冲宽度可调的双通道高压脉冲信号源。系统利用C8051F350单片机及PWM控制芯片MM33060A,并结合自耦变压器反激式升压电路将12 V直流供电电压抬升至300 V。采用CPLD产生精确的频率可控的300 V脉冲电压,利用脉冲变压器进一步提升电压,得到了上千伏的高压激励脉冲。实验结果标明,设计的信号源在激励压电陶瓷换能器时,负载上得到了比较理想的波形,波形上升沿陡峭,无拖尾及振荡现象,满足实际应用需求。     

纳秒级脉冲电源的研制

根据微细电化学加工的工艺特点,采用FPGA和MOSFET设计了双MOSFET的电化学加工纳秒级脉冲电源。该脉冲电源可以提供脉宽和脉问以及占空比可调的纳秒级脉冲,输出脉宽最小可达40ns,提高了加工过程的稳定性和加工极限能力;并利用阳极腐蚀结合湿印章的“电化学湿印章技术”实现了微细电化学加工,获得了较高的分辨率。     

能量可控陡脉冲肿瘤治疗仪的研制

利用高强度陡脉冲对恶性肿瘤细胞的不可逆性电击穿的特点，将现代电力电子技术应用于高压陡脉冲发生器的设计中，研制了一套能量可控高强度陡脉冲肿瘤治疗仪及其计算机测控系统。仪器的脉冲频率、脉冲宽度和脉冲峰值独立可调，从而实现了对输出能量的控制，满足了肿瘤治疗离体实验的要求，为进一步的肿瘤细胞实验和动物实验打下了基础。     

用于金属拔丝的调频调幅大电流窄脉冲电源

介绍了一种将电流脉冲的电塑性效应应用于金属拔丝的调频调幅大电流窄脉冲电源系统。电源初级储能环节采用常规三相桥式整流和LC滤波;中间二次储能电路采用Buck变换器,利用全控型功率开关器件IGBT调节电热电容的充电电压,进而控制输出脉冲电流的幅值;而窄脉冲的形成则由电热电容、输出回路电感和等效负载电阻决定,由高频晶闸管进行控制。电源输出脉冲电流的频率和幅值可实时调节、数字显示。运行及测试结果表明,电源系统工作稳定,脉冲电流幅值和频率调节方便,控制准确。     

基于脉冲电源的金属电化学线切割工艺研究

为了提高金属电化学线切割精度,将脉冲电源应用到切割加工中,根据电化学加工原理,并以切割缝宽为切割效果的评价标准,建立了脉冲电源切割理论模型,得出了影响缝宽变化的工艺参数,主要有:电源的电压幅值、脉冲宽度、占空比和进给速度等。并在此基础上对参数进行了优化加工实验。研究结果表明,在保证加工稳定的条件下,通过降低电压、调小脉冲宽度和占空比的方法,加工出的切割缝宽比直流电源加工出的缝宽明显减小,该方法将有望直接用于小尺寸零件的加工。     

A modularized pulse forming line using glass-ceramic slabs

In our lab, a kind of glass-ceramic slab has been chosen to study the issues of applying solid-state dielectrics to pulse forming lines (PFLs). Limited by the manufacture of the glass-ceramic bulk with large sizes, a single ceramic slab is hard to store sufficient power for the PFL. Therefore, a modularized PFL design concept is proposed in this paper. We regard a single ceramic slab as a module to form each single Blumlein PFL. We connect ceramic slabs in series to enlarge pulse width, and stack the ceramic Blumlein PFLs in parallel to increase the output voltage amplitude. Testing results of a single Blumlein PFL indicate that one ceramic slab contributes about 11 ns to the total pulse width which has a linear relation to the number of the ceramic slabs. We have developed a prototype facility of the 2-stage stacked Blumlein PFL with a length of 2 ceramic slabs. The PFL is dc charged up to 5 kV, and the output voltage pulse of 10 kV, 22 ns is measured across an 8 Ω load. Simulation and experiment results in good agreement demonstrate that the modularized design is reasonable.     

短电弧机床数控脉冲电源的研制

介绍了短电弧机床数控脉冲调频电源的设计和研制,提出采用两级调制实现电源输出参数（幅值、频率、占空比）的连续可调,并分别阐述了电源主回路、控制系统、保护系统的设计。电源以DC／DC全桥逆变作为一级调制实现输出脉冲幅值的可调．并联斩波电路作为二级调制实现输出脉冲频率和占空比的可调。实验结果证明电源运行可靠、输出特性良好、抗干扰能力强。     

长脉宽脉冲激光硅片弯曲成形试验

利用毫秒脉宽Nd:YAG激光对硅片进行了弯曲试验,给出了长脉宽脉冲激光弯曲硅片的能量阈值条件。研究了长脉宽Nd:YAG激光脉冲频率和脉冲宽度参数对硅片弯曲角度的影响,同时说明了脉冲频率和脉冲宽度参数对弯曲角度的影响可以转换成扫描速度和功率密度对弯曲角度的影响,并对试验结果进行了分析,引入了脉冲占空比来表征能量的时域分布对弯曲现象的影响。试验结果表明,采用毫秒量级脉冲激光可以对硅片进行弯曲加工,弯曲角度可达20°以上。     

基于嵌入式脉冲控制方式的电子耳蜗调试平台的体内系统的研发

为了开发电子耳蜗调试平台的体内系统,帮助电子耳蜗佩戴者个体选择最适用的言语编码策略并对其工作参数进行调试,本研究采用数据扩展编码和嵌入式脉冲控制的方式,由单片机采集言语编码序列的数据帧并解码得到刺激参数,控制输出刺激脉冲。刺激脉冲的输出通道和幅度由前一帧的刺激参数决定,脉冲宽度由当前帧的长度控制,实现了调试平台的工作参数对输出刺激脉冲的控制功能。完成了基于嵌入式脉冲控制功能的电子耳蜗调试平台体内系统的设计与调试,通过对调试平台的单电极刺激模式和非实时模式的测试,验证了所设计的调试平台体内系统具有输出连续、稳定的刺激脉冲的功能。     

可单组调光的1W LED阵列驱动设计

针对采用恒压方式驱动多路大功率LED容易损坏芯片的问题,将单个恒压源供多个恒流源的技术应用到LED驱动中。恒压源采用MAX668作为Boost拓扑电路的控制器,实现了恒压输出。采用了NE555构成的自激多谐振振荡电路,产生固定频率且占空比可调的脉宽调制（PWM）信号,实现了单组调光。恒流源采用MAX16803和SN3350分别作为可调恒流源的控制芯片,实现了恒流输出。研究结果表明,该研究为进一步进行高效率可单组调光的大功率LED阵列驱动的设计打下了基础。     

一种可控高速脉冲波形合成技术研究

本文提出一种基于沿发生及沿合成原理的高速脉冲波形合成技术。该技术通过精确控制脉冲上升沿和下降沿的定时发生,实现脉冲宽度和信号延迟的高分辨率;通过计数器与可编程延迟器件的合理搭配,实现脉宽和延迟的大范围调整;同时控制触发模块的时钟频率,可方便地调整脉冲或脉冲序列的重复频率,并最终实现高速脉冲波形的合成。文章论述了该技术的基本原理,给出了设计实例和测试结果。