一个新的电流驱动型变换器电源

电流驱动型变换器电源是一种新形式的变换器电源。由于它在变换器驱动回路中采用了电流驱动原理,而在输出回路中采用了负阻补偿原理,因而就使得开关管的工作安全可靠,整个电路非常简单,并在提高电路工作频率和小型化方面展现了新的途径。     

电势电容电路短路火花放电影响因素分析

现有针对容性电路电火花放电和大功率本安电源研究的模型和方法大多只考虑了储能元件在放电过程中的放电特性,没有考虑电源电势对容性电路放电特性的影响;在分析容性电路放电特性时都是在空载情况下进行的,没有考虑实际应用中带载的情况。针对上述问题,在分析容性电路短路火花放电特性的基础上,将本安电源等效为电势电容(EC)电路,引入电源电势与外部负载,建立其火花放电等效数学模型,推导在电路发生故障时火花放电电流、放电电压和放电功率的数学表达式,并结合数学模型和Matlab进行了仿真研究,分析了电源电势、滤波电容、短路回路电阻及短路前负载电流对短路故障时火花放电电流、放电电压及放电功率的影响。理论分析和仿真结果表明,EC电路短路时火花放电电流与火花放电功率在起始阶段迅速上升到最大值,后缓慢下降,火花放电电压迅速下降到最小值;EC电路短路时,不改变其他电路参数,随着电源电势增大,火花放电电流明显增大,火花放电功率也明显增大,对电路本质安全性能威胁较大;随着滤波电容增大,火花放电电流尖峰增大,火花放电功率增大,需要考虑输出电压纹波与本质安全性能,合理选择滤波电容的容值;随着短路时的回路电阻增大,火花放电电流明显减小,火花放电功率也明显减小,能够有效提升电路本质安全性能;随着短路前负载电流增大,火花放电电流与火花放电功率有所增大,但增大不明显,对电路的本质安全性能影响不大。     

临界模式APFC主电路参数设计与仿真

研究电源稳定性能优化问题,有源功率因数校正技术是AC/DC电源变换电路中抑制谐波电流和提高功率的有效途径.因主电路的元件参数及控制系统决定工作性能,根据临界导电模式有源功率因数校正电路的结构与工作原理,进行稳态分析.为提高电路稳定性,提出进行了主电路参数的设计,并在SABER软件建立模型,进行了仿真校验.仿真表明方法是可行的,能抑制电流谐波,提高了功率,为设计提供了有效依据.     

高频驱动电路与高效GaN HEMT电源模块的实现

为了满足当前电源模块高效大功率的要求,针对氮化镓器件设计一款高频驱动电路,并搭建形成高频高效的电源模块.电路通过调节死区最小化处理模块与非重叠模块,抑制功率器件的大电流直通现象,有助于提升电源模块的效率;利用氮化镓器件的高频特性,使电源系统的工作频率大幅提升.电源系统测试结果表明,l MHz时输出波形上升沿、下降沿时间...     

基于故障电流变化率的大功率本安电源设计

针对现有本安电源存在的输出功率小、保护效果差、动态响应速度慢等问题,设计了一种基于故障电流变化率的大功率本安电源。将本安电源等效为电势电容(EC)电路,分析了EC电路短路故障特性:短路初始阶段火花放电电流迅速上升,电流变化率会发生突变。通过检测短路故障后电路中故障电流变化率的值,可以提前预知故障状态,在故障电流达到传统电流保护方法所设置的保护阈值之前便触发保护功能,并在短路故障的初始阶段切断输出回路,提高本安电源的输出功率。大功率本安电源包括开关电源和本安保护电路2个部分:开关电源采用反激变换结构,其控制电路以UC3842为核心,反馈电路以光耦与三端稳压器TL431为核心;本安保护电路基于故障电流变化率来限制火花放电的能量,主要包括故障检测电路、比较电路、自恢复电路、软启动电路、驱动电路。本安电源样机性能测试结果表明,交流输入电压在90~265 V波动时,本安电源功率因数不小于0.96,输出直流电压纹波在20 mV以内,电源效率在85%以上。短路实验结果表明,本安电源在发生短路故障后的瞬态输出能量为65μJ,满足设计要求。     

感应加热电源的IGBT驱动保护系统设计

为提高感应加热电源的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)信号源与保护电路的稳定性,设计了应用于工业化低频大功率感应加热电源设备的IGBT驱动保护系统。系统整体采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)+数字信号处理(DSP)协同工作方案,由低频正弦脉冲宽度调制(SPWM)技术控制,以脉冲变压器2ED300C17-S为IGBT保护电路的核心,设计了IGBT故障处理电路、退饱和检测电路与有源钳位电路等多种保护电路。对系统进行理论分析与Matlab/Simulink仿真,搭建了实物测试平台。试验结果表明,当工件加热到900℃时,逆变器输出功率参数与负载端功率参数达到大功率感应加热电源要求,且信号源输出稳定性高、保护电路响应时间快。该设计为相关工业化应用提供技术支持。     

基于粒子群算法的甲类功放优化电路设计

研究甲类功率放大器性能优化问题,依据甲类功放自身的工作特性,功率管在工作状态存在高热量带来非线性失真。为解决上述问题,提出了一种在典型的甲类功放中引入负反馈的电路优化方案。功放电路的优化设计,不但要提高电路的线性输出度及安全性,还要求尽可能高的输出效率,同时要求优化电路综合性能的最佳电路参数,首先通过图解法分析了各个电路参数对效率的影响,然后对电路建立了线性化的数学模型,利用Matlab软件采用粒子群算法进行仿真,结果表明,快速的收敛速度使电路得到最佳参数配置,验证了方法的有效性。     

一种可变门极电阻的大功率IGBT驱动

通过分析大功率IGBT寄生参数及主功率回路寄生参数对IGBT驱动的影响,提出了一种基于可变门板电阻的驱动电路,提高了驱动模块的产品兼容性,实现了驱动器对IGBT开关特性的精确控制,有效抑制开关过程中由于di/dt引起的电压尖峰.最后在Sabor中搭建了型号为FZ1500R33HE3的大功率IGBT的仿真模型,并进行仿真分析;通过搭建实物平台进行了双脉冲实验.仿真和实验结果表明,该驱动电路具有可行性.     

基于软开关的SEPIC变换器设计及其效率分析

关于在光伏系统中SEPIC变换器效率优化问题,由于光伏系统承担并网发电和输出电压,要完成大功率点的跟踪,但是转换效率往往不高,尤其是在工作频率很高时,转换效率会明显下降。为解决上述问题,提出将软开关技术应用到SEPIC变换器中,并对零电压、零电流准谐振SEPIC变换器的工作原理进行了分析,采用谐振参数的选取,应用软开关技术减小开关损耗,可以提高SEPIC变换器的效率。在MATLAB平台上对有、无软开关的SEPIC变换器进行仿真,通过改变工作频率,对两种变换器效率进行比较。仿真结果证明软开关技术能够提高SEPIC变换器的效率,为变换器设计提供了依据。     

基于IR2130的微型电动汽车功率驱动电路设计

根据微型电动汽车用永磁无刷直流电机驱动控制器的控制特性,设计了基于集成功率驱动芯片IR2130的功率管并联驱动电路。通过对驱动电路的合理设计,极大地提高了并联MOSFET驱动电路的动态稳定性。利用Muhisim软件建立驱动电路模型并进行仿真,仿真结果表明,采用该方案设计的功率驱动电路具有较低的过冲电压,并提高了功率驱动...     

基于FPGA的大功率压电陶瓷数字驱动电源设计

目前叠堆型压电陶瓷最高能够产生70kN的推力,且具有纳米级的精密定位.为提高压电陶瓷驱动电源的输出性能和精确度,提出了一种基于FPGA的大功率高精度压电陶瓷数字驱动电源的设计,具有100倍固定输出增益.该驱动电源以FPGA作为控制核心,采用半桥逆变的电路拓扑,同时引入闭环控制调节输出电压.在等效电容为5 μF的压电陶瓷...     

双极型步进电机的斩波驱动电路设计

设计了一款用于双极型步进电机的斩波驱动电路,采用可变增益放大器实现电流检测和角度细分以提高精度,采用新型低功耗功率放大电路降低芯片功耗,并采用0.35μm BCD工艺,最高输出电压为35 V,驱动能力为±2.5 A。测试结果表明,负载电源静态电流为3.9 m A,功率管导通电阻不超过0.23Ω,斩波电流误差小于8%。     

恒流源驱动感性负载电路优化设计与试验研究

激发极化法是目前在金属探矿、地质普查等地质勘探工作中广泛采用的探测方法。探测的首要工作是保证激励源的供电性能。直流恒流源在多点供电输出时,以其恒流特性成为首选。直流恒流源在驱动阻性和容性负载时,供电电流能精确上升到设定值;但是驱动感性负载时,实际电流值低于设定电流值。测量供电回路中各点的电压并分析,发现电路中出现了交流分量。通过在反馈回路增设补偿电容改善了恒流源性能,解决了由于引入感性负载导致供电电流偏小的问题。试验结果表明,经过优化设计的恒流源供电电流能够达到设定值,满足地质勘探中对供电电流的要求,减小了采集误差。     

有源电力滤波器输出电路设计与改进

输出电抗器和纹波滤波器组成有源电力滤波器的输出电路,直接影响到其电流补偿精度和动态性能。传统的LCL型滤波电路存在损耗大、衰减不够的问题,通过推导输出电抗器的取值范围,对传统LCL型滤波电路拓扑结构做出改进,提出一种有源电力滤波器输出电路的设计方法。给出设计实例并搭建样机,实验结果表明,按该方法设计的输出电路,在损耗和纹波衰减度方面均存在优势。     

一种IGBT集电极电压测量电路的设计

由于大功率IGBT开通和关断集-射电压具有跨度大的特点,现有的大功率IGBT驱动检测电路无法同时实现宽范围、高精度的测量.为此提出了一种新的IGBT集电极开通和关断电压集成的测量电路.该电路通过电阻分压网络实现IGBT关断电压的测量;利用驱动信号来控制电流源向高压隔离二极管注入微小电流使其导通,并对此二极管误差进行补偿,实现IGBT导通饱和压降的精确测量.仿真和试验验证了设计电路的正确性和有效性,可为高压大功率IGBT高性能驱动器的研制奠定基础.     

脑电检测前置放大器静电保护电路的设计

以CMOS仪表运算放大器作为脑电检测前置放大器是经常选择的技术方案。但是,在使用过程中人体静电所产生的高能电子流会击穿COMS管的绝缘栅并停留在那里,从而使得放大器无法正常工作。采用在输入回路中并接二极管或电容器的方法可以实现静电保护,但由于器件参数的不对称性将极大地降低系统的共模抑制比。为此设计了一个有源储能电路,通过该电路能精密调节等效电容量的大小,在不影响共模抑制比的前提下,提高了放大器的抗静电能力,增强了系统的可靠性。     

一种应用于2.2GHz的射频功率放大器设计

采用Cree公司提供的CGH40010F GaN高电子迁移率晶体管(HEM T)作为有源器件,设计了一款工作在2.2 G Hz的射频功率放大器.利用ADS软件对功率管的偏置电路进行设计的仿真,利用阶跃式匹配方法扩展了带宽,通过对功率管寄生参数的仿真,有效地提高了功率附加效率(PA E).仿真结果表明,在2.1 GHz～2.3 GHz的频率范围内,小信号S21增益为12.03 dB～12.77 dB,大信号输出功率为40.17 dBm,功率附加效率达到61.3％.达到设计指标的要求.     

综合灵敏度和品质因数的电涡流谐振测量电路参数优化

为提高电涡流传感器的性能,综合考虑了测量灵敏度和回路品质因数两个重要影响因素,研究了其谐振测量电路的参数选择优化方法。在不影响问题性质的前提下,建立了调幅谐振电路的等效简化模型。首先推导了电路阻抗和幅频响应函数的解析式,通过MATLAB数值仿真,分析耦合电阻R0,谐振电容C0对灵敏度影响。其次推导了测量回路的品质因数Q公式,并分析了R0和C0对Q的关系。最后通过实验验证参数取值对测量电路的影响,为电涡流传感器测量电路参数优化选择提供了有效的指导和参考。     

硅微陀螺仪驱动信号提取端口噪声分析

建立了硅微陀螺仪驱动模态的接口模型,设计了驱动速度信号敏感接口电路,分析表明合理的参数选择基本消除了接口模型中寄生电阻电容导致信号衰减.建立了接口电路的噪声模型,推导了各噪声源导致输出噪声电压公式.仿真和试验表明,由运算放大器的噪声电压和噪声电流,及上置直流偏置电阻R1所产生的噪声功率较大.因此,减小前置运算放大器的输入噪声电压、噪声电流以及寄生电容CPP或者增大直流偏置电阻R1可以有效抑制上述噪声的影响.     

有源电力滤波器的鲁棒重复电流控制策略研究

针对传统的电流环PI控制存在稳态误差和相角偏移等问题,提出了一种有源电力滤波器的鲁棒重复电流控制策略,详细分析了鲁棒重复控制策略的具体实现方法。仿真和试验结果表明,该控制策略在实现有源电力滤波器输出补偿电流准确跟踪指令电流的同时,提高了有源电力滤波器的抗干扰性能,显著改善了有源电力滤波器的动静态性能。