电磁超声相控阵激励源高频隔离驱动电路

为了进一步提高电磁超声相控阵激励源的工作效率,基于半桥拓扑放大结构提出了一种电磁超声相控阵激励源高频隔离驱动电路的设计方法.根据金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)的简化模型,分析了MOSFET在开通和关断过程中的开关损耗,从而给出了高频隔离驱动电路所必须满足的条件.通过采用光纤器件隔离脉冲信号和DC-DC隔离电源对参考电位进行转换,有效解决了驱动电路的高频"浮栅"问题,并利用RC微分电路和施密特反相器设计了驱动信号死区时间可调电路.实验结果表明:设计的驱动电路能够输出频率为1.1 MHz、死区时间为0.32μs、驱动电压为18.8 V、占空比为26%的互补驱动信号,并且在驱动MOSFET栅极的实际应用中,有效降低了功率开关管的功率损耗.     

电磁超声用大功率高频激励源研制

为了提高电磁超声换能器的换能效率,采用大功率高频激励源是一种有效的解决方法.针对提出的一种DE类射频功率变换器技术,建立了DE类射频功率放大器拓扑结构及其电路参数的设计方法.通过对DE类功率放大器电路仿真分析,利用TMS320F2812型数字信号处理器( digital-signal-processing,DSP)作为主控芯片,结合外围温度传感器、电流传感器、电压传感器实现了大功率高频激励源的驱动控制.通过选取UCC27531作为金属氧化物半导体盗效应管( metal-oxide-semicondutor-field-effect-transistor,MOSFET)驱动芯片,并以IRFP460作为开关器件构建变换器主电路,实现了功率MOSFET的高速驱动.实验结果表明：基于DE类谐振变换器设计的激励源,工作状态稳定,性能指标达到最大输出功率1.1 kW、负载电压峰峰值约270 V、负载电流峰峰值约26 A、最高输出频率1 MHz,能够满足电磁超声换能器的工作要求.     

基于PDM的高频感应加热电源的设计与实现

介绍一种以MOSFET为开关器件的高频感应加热电源.设计制作出100 k Hz/5 k W的小功率高频感应加热电源样机,该电源采用脉冲密度调制(PDM)调功控制方式,谐振电路采用串联谐振方式,能够有效克服加热过程中负载参数变化带来的影响,使功率开关管始终工作在零电压开通状态.对该电源的逆变电路、控制电路等方面做了研究和试验.试验结果表明:采用的PDM控制模式和串联谐振电路,能够满足小功率高频感应加热电源的工作要求.     

小功率三相六状态无刷直流电机控制系统的设计

设计小功率三相六状态无刷直流电机控制系统.电机额定电压24 V,额定功率20 W,转速180 r/min.三相桥式电路采用三相六状态的导通方式,能实现电机的正反转控制,能利用PWM方式实现开环调速.本设计可用于小功率电动车驱动,通过改变驱动额定电压和改换开关管(MOSFET)及三相桥式功率主电路驱动芯片也适用于中功率电动车驱动.     

基于Levenberg-Marquardt算法的碳化硅MOSFET建模研究

为了更快速准确地对碳化硅MOSFET功率器件进行开关行为预测与分析,需要建立其静态和动态行为模型. 静态模型包括不同温度下的转移特性曲线和输出特性曲线,以及寄生非线性电容曲线等. 提出了一种基于EKV公式改进的曲线拟合公式和一种新的非线性电容拟合公式,利用Levenberg-Marquardt算法进行参数拟合,建模速度快,模型误差小. 动态模型在考虑封装寄生电感和寄生非线性电容等非理想条件下,分别建立器件导通和关断过程每一个阶段的栅源极电压、漏源极电压、肖特基二极管电压、栅极电流和漏极电流的电路微分方程组,再以每一个阶段结束时的状态变量作为下一个阶段的初始条件. 采用4阶龙格库塔法求解上述微分方程组的数值解,并与LTspice仿真波形进行对比分析. 结果表明,上述建模方法能较好地描述器件的动态行为特性.     

应用于电磁超声的DE类功率放大器驱动电路设计

为了进一步增强电磁超声激励源的激发效能,提高电磁超声换能器的工作效率,基于射频技术提出了一种DE类射频功率放大器,通过采用隔离电源方法,有效地解决了高边金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的“浮地”问题,实现了高频隔离.通过分析MOSFET开关工作状态及控制特性,确立了MOSFET开关的基本工作过程,从而建立了一种MOSFET驱动电路设计方法.通过对关键元件的选型设计与算法研究,构建了DE类功率放大器的驱动电路.实验结果表明:设计的MOSFET驱动电路的输出信号电压幅值为13.4V,占空比50％,频率为1MHz,输出信号稳定,实现了对MOSFET的可靠驱动,能够满足实际应用.     

SiC MOSFET与Si MOSFET在开关电源中功率损耗的对比分析

碳化硅(SiC)MOSFET是一种新型高压功率开关器件,具有导通电阻低、开关速度极快的特点。本文分析了功率MOSFET在开关电源中的功率损耗,以1 200 V/24 A的SiC MOSFET和硅(Si)MOSFET在相同的测试条件下进行了功率损耗的对比测试。实验结果表明,在相同的驱动条件和负载条件下,SiC MOSFET的开关速度明显快于Si MOSFET,同时功率损耗明显降低,即使直接采用SiC MOSFET替代Si MOSFET也会使得开关电源的效率明显提升。     

基于高频感应加热电源的新型软斩波器研究

介绍了一种用于逆变电源功率调节的新型零电压零电流转换(ZVZCT)直流斩波器,该斩波器克服了传统ZCT斩波器或ZVT斩波器不能零电流开通和负载续流二极管不能软关断的缺点,适合用于以MOSFET为开关器件的高频电源场合,并对该变换器的稳定运行情况进行了详细的分析,同时进行了仿真验证,仿真结果表明,该ZVZCT软斩波器能可靠地运行在高频场合,实现较大范围内的电压和功率调节.     

电动汽车高频交流功率驱动系统

为了改善和提高电动汽车电气驱动系统的性能 ,提出了一种用于电动汽车的高频交流功率驱动系统。该系统由高频谐振逆变器、高频变压器和高频交流脉冲密度调制变频器组成。高频谐振逆变器将电池组的直流电压逆变为 2 0kHz的高频交流信号 ,由高频变压器分配给系统的各个部分 ,采用零电压开关技术的高频交流脉冲密度调制变频器作为变频电源驱动电机 ,推动车辆行驶。研究表明 ,本文提出的高频交流功率驱动系统可以满足电动汽车不同的功率要求 ,具有噪音低、效率高、体积小、重量轻、能量密度高和动态响应快等优点     

电动汽车高频交流功率驱动系统

为了改善和提高电动汽车电气驱动系统的性能,提出了一种用于电动汽车的高频交流功率驱动系统。该系统由高频谐振逆变器、高频变压器和高频交流脉冲密度调制变频器组成,高频谐振逆变器将电池组的直流电压逆变为20kHz的高频交流信号,由高频变压器分配给系统的各个部分,采用零电压开关技术的高频交流冲密度调制变频器作为变频电源驱动电机,推动车辆特驶,研究表明,本文提出的高频交流功率驱动系统可以满足电动汽车不同的功率要求,具有噪音低,效率高、体积小,重量轻、能量高和动态响应快等优点。     

逆变电源开关损耗的分析与对策

在大功率高频道变电源电路中．开关管的开关损耗成为限制整机效率、功率和功率密度的重要因素，并直接影响整机的安全运行．在分析桥式逆变电路开关管工作过程和开关损耗的基础上，提出了一种新的开关工作模式和吸收网络设计，使电路工作在近似零压开关的状态，有效地减小了开关损耗．     

基于双闭环控制的降压型DC/DC转换器仿真

PWM开关电源系统普遍采用电流、电压双闭环控制,以Buck型变换器为对象,在建立PWM降压开关电源功率级模型的基础上,得出其小信号等效电路图与基于电流控制的Buck型开关电源的系统电路图,采用Matlab对实例进行频率分析,设计双闭环反馈补偿电路,通过仿真分析确定其参数选择的合理性。所建立的Buck型变换器模型可适用于Buck变换器及其衍生的全桥变换器。     

串联谐振推挽式3KV直流高压电源的设计

为了满足中子管离子源电源高效率小体积的要求,设计一种串联谐振推挽倍压变换器的技术方案。该变换器利用功率管寄生参数消除电路寄生振荡,利用倍压电容作为谐振元件实现开关管的ZVCS,降低损耗。研究中采用基波分析法建立电压增益数学模型,反映谐振品质因数对电压增益的影响,给出一种适用于推挽LC谐振倍压电路的参数设计方法,利用saber仿真并制作一台50W样机验证该变换器原理和理论分析的正确性。     

基于TMS320F2812的反激式数字开关电源设计

开关电源具有效率高、体积小、稳定性好等优点,现已广泛应用于工业自动化控制、军工、科研、LED照明等设备中.但随着微电子技术的飞速发展,开关电源的数字化己成为当前开关电源研究的热点.本文设计了一种基于TMS320F2812的反激式数字开关电源,它以TMS320F2812芯片为控制核心,通过采样电路对输出电压采样并反馈到控制芯片里,控制PWM波的占空比,PWM波经过驱动电路控制开关管的通断,使高频变压器不断地充放电为负载提供电压和电流.在设计中,为了保证输出性能和动态性能的优越,防止开关和市电干扰,在电压采样模块中采用高精度的线性光耦PC817,输入部分加入了EMI滤波电路;在软件设计中,采用模糊PID控制算法.经实际测试获得了较好的效果,有一定的应用价值.     

开关电源纹波和噪声的抑制

分析了开关电源纹波和噪声的组成成分及哪些成分需要抑制。通过铁氧体磁珠抑制基频纹波和高频噪声的等效电路,得出结论为当降压型变换器与其他电路拥有共同的输入电压时,降压型变换器的输入噪声完全可以干扰其他装置;简单滤波方式可以用来降低输入噪声,改善电路的特性。最后给出了计算公式及结果。     

DC/DC单片开关电源故障分析与诊断

运用开关频率这一重要理论,针对单片开关电源的检修研究探讨了一种新的故障排除法,即输入电流和输出电压数据测试对比法。此方法是以开关管与线性光耦之间的非正常联系作为故障基本特征,快速锁定故障点。然后,根据故障点查看取样电阻与线性光耦构成的反馈电路状态正确与否,采用脉冲宽度调制方式,在开关频率一定时,调节脉冲宽度来改变占空比,确保开关电源有稳定的电压输出。此方法直观、快捷、诊断时间短,电路易恢复。并且适合用于其他种类的开关电源的维修与维护。     

一种用于光通信的高速LVDS发送器设计

该文设计了一种基于0.13μ m CMOS工艺的高速LVDS发送器.通过增加有效的共模反馈电路来抑制开关噪声,同时LVDS输出具有更小的过充电压和更稳定的共模输出电平,使该发送器能在更高的工作频率下运作.该发送器电路采用标准0.13μm CMOS工艺进行设计,版图面积为130μm × 90μm.仿真结果表明,该LVDS...     

高频感应加热电源相位跟踪系统

针对感应加热电源工作在高频状态时,存在相位跟踪困难、工作功率小和工作状态不稳定等问题,采用基于TMS320F2812的高频感应加热电源的相位跟踪方法,使负载等效阻抗时刻处于弱感性状态,解决了感应加热电源工作在高频状态所遇到的问题.设计了功率MOSFET的驱动电路、电压和电流相位信号的采集与处理电路,给出了TMS320F2812处理负载电压相位信号和电流相位信号的方法和产生移相PWM信号的方法,最后搭建实验平台进行了实验验证.实验结果表明,所设计的相位信号处理电路能够快速稳定地向TMS320F2812发送电压和电流的相位信号,且延迟小;TMS320F2812可以生成移相PWM信号,其移相范围大、工作稳定.