16.5MW高压直流电源的研制与应用

针对传统的交流调压方案通过改变晶闸管的导通角大小来直接调节交流输出电压而存在的输出电压谐波大、难以获得高电压输出等问题,设计了一种高压直流电源,其主电路采用星点控制方式调压、升压变压器隔离及高压二极管阀整流的方案。采用该设计生产的2台55kV／150A规格高压电源组成16．5MW、输出电压可在0-110kV之间调节、最大输出电流300A的高压直流电源用于中国环流二号（HL-2A）核聚变装置的二级加热系统。工程实际运行结果表明,该电源性能稳定,完全满足聚变科学研究中的实验使用需要。     

一种EEPROM中高压产生电路的设计与实现

设计了一种应用于EEPROM的低电源电压的片内升压电路。基于电压倍乘电路,获得两倍于电源电压的驱动电压,用来驱动高压电荷泵电路得到EEPROM擦写用的15 V高压,实现EEPROM在1.3 V电压下稳定的工作。同时,基于负温度特性的电压分压电路实现电荷泵输出高压的负温度特性,提升了存储器在整个工作温度范围(-40℃~85℃)内的可靠性。设计的高压产生电路在0.13μm Embedded EEPROM CMOS工艺实现,工作电压为1.3 V~1.75 V,面积大小为600μm×80μm。     

高精度连续可调高压开关电源的设计

提出了一种高精度连续可调的高压开关电源设计方案。电源采用基于SG3525的恒频脉宽调制技术,通过单片机控制可控增益放大器实现输出电压的连续调整,该电源具有高电压输出精度高、连续可调、功耗小等特点。实验结果表明,当该电源输出电压由1kV-25kV可调输出时,输出电压误差最大为1．6％。     

高精度稳压恒流可编程电源的研制

稳压恒流源在电子设备中的运用非常广泛。本文介绍的电源采用控制电路和主电路各自单独供电,理论上只要主电路能够承受,就可以提供任意想要的输出的电压值和电流值。电路采用了预稳压电路,用以减少电路的纹波系数及调整管的压降。采用CPU控制D/A输出用作电路的基准源,方便控制输出电压;控制部分采用闭环控制,实现输出值与设定值无偏差输出。电路可根据负载自动实现稳压与稳流的自动转换电路。用户通过键盘设定输出电压和输出电流值,同时显示输出值大小。     

激光陀螺电源中数字化负高压源设计

为保证激光陀螺高性能工作,需要采用性能优良的放电电源。而在陀螺电源设计中,负高压源模块是其重要部分。为克服传统模拟电路的弱点,对负高压源进行了数字化设计。使用高性能DSP芯片TMS320F2812,提供脉宽调制(PWM)信号,结合单端反激式功率变换电路、倍压整流电路和低通滤波电路,采用位置式数字PID控制方法,设计了一套数字化负高压源系统。通过仿真和测量,系统能可靠控制点燃陀螺,在短时间(小于20ms)内实现负高压的稳定输出,并长期保持1×10-4的高精度工作。实验结果表明,和传统模拟电路相比,数字化负高压源抗干扰能力增强,陀螺零漂性能有所改善,验证了数字化设计的有效性。     

用于锂电池模拟的高速电源设计

为实现模拟锂电池的充放电特性,设计了一台高速高精度的电源作为锂电池模拟器来实现充放电功能。电源电路由四部分组成,主要包括电压、电流采样电路,电压、电流控制电路,推挽式结构主电路,以及驱动电路。实验证明:放电时0~5 V输出电压可调,输出电流最大为5 A,充电时实现了0~2 A的电流控制功能。电源的上升速度和下降速度响应时间均小于50μs,与普通的直流电源响应时间几十毫秒相比,该电源有着优越的响应速度。此高速电源运用于电池测试和电池充电设备测试有着很好的前景。     

多重保护本安电源测试装置

针对现有本安电源测试方法存在操作不便、流程复杂、准确率低等问题,设计了一种多重保护本安电源测试装置。该装置由自适应电压模块、自适应电流模块、控制模块等核心部件组成,具有测试12、18、24V电源等多种本安电源及本安电源模块的功能。测试本安电压时,自适应电压模块向被测本安电源加载额定电压值的输入电源,被测本安电源输出端空载,控制模块控制自适应电压模块的输出电压值,并监控本级本安保护电路的输出电压值是否正常,从而实现本级本安电压的测试;测试本安电流时,自适应电压模块向被测本安电源加载额定电压值的输入电源,自适应电流模块加载于被测本安电源输出端,控制模块控制自适应电流模块的负载电流值,并监控本级保护电路的输出电压值是否正常,从而实现本级本安电流的测试;控制模块可控制多重保护电路测试之间的切换。测试结果表明,该装置能自动识别不同电压等级的本安电源,自动加载不同电源负载,可自动预警及准确分析本安电源的性能状态,实现了本安电源测试的自动化及智能化。     

基于UCC28019的高功率因数电源设计

本设计给出了以TI公司的PFC控制芯片UCC28019为核心的功率因数校正的基本原理和实现方法。系统主要由取样电路、功率因数校正以及控制和显示电路几个模块组成。该设计的特点在于首先通过监测电路对电路进行监测,然后根据监测结果,运用控制电路来调节PFC控制芯片UCC28019的电压误差放大器大小,从而稳定输出设定电压,通过调节电流误差放大器的输入来提高电源功率因数。     

BUCK电压反馈全桥逆变升压可调高压直流电源

针对低温等离子体发生器的相关研究试验,采用BUCK电压反馈全桥逆变升压拓扑,设计了一种可调高压直流电源。为实现电源输出对参考信号的快速跟踪,对电路各模块小信号进行建模,建立了系统环路增益传递函数,并使用Matlab分析原系统稳定性;采用双零-单极补偿器进行补偿,使用Saber对补偿后电路仿真,验证了补偿后电路的静态指标和动态特性。仿真结果表明,电源输出可渐近跟踪给定参考信号,动态特性好,实现了高压直流可调输出,可用于低温等离子体的试验研究。     

简易数字控制开关电源设计与实现

设计了一种基于微处理器(MSP430G2553)的简易数字控制开关电源。电源系统主电路采用单端反激式变换器,控制电路采用PWM调制方式控制TLP250进行隔离驱动。整个电源系统通过PID算法对系统进行闭环控制,可实现输出电压稳定可调。系统硬件电路设计包括前级保护电路、整流桥电路、反激式功率变压器、驱动电路、控制环路以及输出滤波电路设计等。在完成整个系统的软硬件设计后,整个系统各项性能指标都通过了测试。系统可实现输出电压5 V~20 V可调,输出电压误差小于5%,效率高于75%,负载调整小于3%,最大输出纹波电压为84 mV,并且具有过压保护、界面显示等功能。     

高压电容取电技术的研究与设计

针对传统技术中采用电压互感器分压带来的不便,设计出基于电容式高压取电的新型取电设备。该设备将电容、变压器串联构成串联电路,由此实施高压取电;利用电容式高压取电原理,设计了新型的高压取电电容;在电路中增加继电器监测单元和过电流监测单元,保证了电路的安全性;通过电容分压,有效地将电路中的高压转换为低压,将得到的电能存储到超级电容器组中,超级电容器组用作供能装置向电力线电网线路中的负载输出电能,供负载使用。试验表明,采用电容式分压原理进行高压取电,不仅用法灵活,减轻了电力线路的运行负担,还提高了带载能力,具有较好的实用价值。     

绝缘电阻测试仪高压可控电源与量程切换电路设计

针对数字式绝缘电阻测试仪的直流高压可控开关稳压电源和量程的自动切换电路,采用ARM 7结构的LPC2136芯片作为控制核心,在直流高压电源电路的反馈回路中控制直流高压输出值,在高压采集回路中实现量程切换。文中对直流高压电源的前向通道和反馈通道、高压采集回路中的量程切换电路的电路结构和基本原理进行了详细的阐述。设计将高压输出电压值的控制与量程切换控制在不同的电路中实现,提高了电路的可靠性,经测试达到了好的效果并得到应用。     

电能质量干扰发生装置的研制

电能质量干扰发生器常用于检验电力设备受电能扰动时的性能,提出了一种基于波形信号发生器加线性功率放大器的电能质量干扰发生器装置的设计方案.以可编程逻辑器件EPM7128、双口RAM和数模转换器为基础,采用直接数字合成技术设计了正弦信号产生电路.利用SM5964单片机对数模转换器的参考电压进行控制来改变波形输出幅度,实现小信号的聚升、跌落、中断和凹陷等功能.通过高压高速集成功率运放PA89A对小信号进行幅度放大,采用高压高频三极管并联技术设计了扩流电路.使用Multisim软件对功率放大电路的参数进行仿真和优化,仿真实验结果表明,该电能干扰发生装置的输出电压幅值在0 ～264 V范围内任意可调,负载电流达到2A,并能实现电压跌落、聚升、中断和凹陷等功能.     

High-resolution high-voltage sensor based on SAW

A surface acoustic wave (SAW)-based high-voltage sensor is described. The sensor consists of a SAW oscillator fabricated on a 10 mm × 10 mm 128° rotated Y-cut, X-propagating LiNbO₃ substrate. The voltage is applied to electrodes on the substrate, and the resulting electric field changes the propagation time of the SAW. The propagation time is directly related to the output frequency of the SAW oscillator. The high-voltage sensor offers a small-sized high-voltage measurement device with several attractive features: a high resolution (better than 0.2 V up to 2.4 kV, better than 0.4 V for higher voltages), a large range (−10 to +10 kV), a high input impedance (> 10¹³ ω) and a low input capacitance (< 10 pF). The sensitivity amounts to 16 Hz V⁻¹.     

低成本的程控大功率可调稳压电源设计

为了实现发动机转速均匀需要对其精确供油,设计了一种程控大功率可调稳压电源,给出了具体的软硬件设计方法。稳压电路的开关电源芯片LM2596ADJ反馈输出稳定电压,大功率扩流电路实现了电源的大电流驱动能力,控制器STM32和数字电位计AD5293组成的程控调节电路自主调节稳压电路的输出电压。最后,电路中补充完成了抗负载干扰电路的设计,较为明显地改善了电路的通用性、稳定性和抗干扰性。整个系统具有功耗低、体积小、成本低等特点。     

基于双闭环控制的三相三电平PWM整流器研究

针对三相三电平PWM整流器具有输出谐波少、电流畸变率小、适合向高压和大容量方向发展的特点,提出了一种基于双闭环控制的三相三电平PWM整流器的设计方案;分析了该整流器主电路原理及其数学模型的建立,详细介绍了电压外环和电流内环双闭环控制策略、中点电压平衡控制策略的实现。Matlab/Simulink仿真结果表明,该整流器具有良好的动态和稳态性能。     

一种新型低压上电复位电路设计

基于0.18 mm工艺设计了一种可集成到低电源电压数字IC或数模混合IC的上电复位电路。该POR(Power On Reset)具有电源上电和掉电检测功能,且对电源上电的速度不敏感,故可通过使用迟滞比较器实现对电源噪声的免疫。corner仿真结果表明,该电路可以实现大于100 ms的延时。相比于传统POR,该电路工作电压低、性能可靠、结构简单。     

一种电压输出型CMOS集成电容湿度传感器

设计一种湿度传感器。该传感器选用聚酰亚胺作为湿度传感器的感湿介质,采用叉指电容式结构以增加感湿灵敏度,以电荷转移电路为微电容测量电路,用0.35μm多晶硅栅进行设计,形成单片集成湿度传感器。整个组成电路均与CMOS工艺兼容。仿真结果表明:在测量激励方波激励下,片上湿度传感器在27℃下模拟显示出较好的直流电压输出特性。     

农村配电网电压10kV升至20kV的效益分析

从我国配电网现状及发展趋势出发,对电力线路升压改造进行了经济技术比较及可行性分析,并以本溪电业局南芬变电所的20kV供电线路为例进行效益分析。10kV线路升压至20kV后的运行状况表明,20kV这一电压等级作为配电网电压不仅适用于负荷密度较低的地区,而且对那些高度集中用电的农业地区也是适合的。