直流稳压电源的设计

随着人类的生活水平和科学技术的进步,电力系统在人们的生活中的作用日益突出。当今社会电子设备的应用越来越广泛,对其电源的使用要求越来越高。通过开关电源、线性电源和反激式电源的基本原理,分析了DC/DC变换器中的调制方法,从电源在便携式设备中的应用需求出发,在总结分析现有技术的基础上,通过系统设计、电路原理图设计和PCB布局设计,进行电路板的性能验证,结果表明所设计的直流电源适应于便携式设备,性能稳定,满足设计要求,为同类产品的设计提供参考。

投影仪散热风扇可持续供电控制电路设计

投影仪被广泛地应用在教学等各种场所,其正确关机方法是遥控关机,而实际上经常会出现直接断电这种非正确关机情况,导致投影仪灯泡热量无法顺利散发,严重影响投影仪使用寿命。基于此情况,设计了一种投影仪散热风扇可持续供电控制电路,在投影仪电源电路中增加电源通断电检测电路、灯泡温度检测电路、锂电池和可持续供电控制电路,并分析了电路工作原理。通过分析证明:该控制电路适合各种投影仪电源电路,能在不同状态下确保灯泡顺利散热,提高灯泡使用寿命,应用前景非常广阔。

基于FBG信号和DECE-PCA-BHOSVM的变压器绕组径向松动状态评估

变压器作为电力系统的关键设备,其绕组松动状态的识别对电网的稳定运行具有重要意义。针对传统监测方法环境干扰较大、应用复杂等问题,提出了使用两类不同的布拉格光纤光栅(Fiber bragg grating,FBG)传感器采集变压器绕组关键测点温度与应变信号,经快速解耦与自适应噪声完备集合经验模态分解后(Fast decoupling and complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,DECE),提取关键参数并进行主元分析(Principal component analysis,PCA)。对降维后的特征采用基于黑洞优化的支持向量机(Support vector machine based on black hole optimization,BHOSVM)进行分类,实现对变压器绕组径向松动状态的监测与定位。诊断结果表明,所提诊断方法对变压器绕组径向松动状态的识别准确率达到96.8%。

一种高PSR低静态电流LDO设计

设计了一种基于0.18μm BCD工艺的高电源抑制(PSR)低静态电流低压差线性稳压器(LDO)。详细分析了多条电源噪声传递路径对系统PSR的影响。为优化系统中低频段PSR,设计了一种双轨供电的三级误差放大器。此外还引入了预稳压单元,降低了电压基准模块对系统低频段PSR的影响。为降低系统的静态电流,设计了一种基于耗尽管的超低静态电流电压基准。仿真结果表明,该LDO在不同输出电压下静态电流仅5μA,并且在250 mA负载电流内PSR<-110 dB@1 kHz, PSR<-55 dB@1 MHz。

一种应用于LDO的温度保护电路设计

温度保护电路是LDO芯片的重要组成部分,能够保证LDO及其负载电路工作在安全温度区间内,避免温度过高而导致芯片损坏。提出了一种应用于LDO的温度保护电路,使芯片工作温度过高时自动关闭供电通路。所提出的温度保护电路利用双极晶体管基极-发射极电压的温度特性,当温度过高时将比较器状态翻转,输出控制信号控制调整管的栅极电压。本电路采用SMIC 0.18μm CMOS工艺进行电路设计并用Spectre软件进行仿真验证,结果显示本电路能够实现130℃关断LDO,温度下降到105℃重启LDO恢复工作,温度迟滞为25℃,工艺角仿真结果显示该电路工艺稳定性良好。

一种高频单片GaN DC-DC降压转换器设计

基于全耗尽型(D-mode)0.25μm硅基氮化镓(GaN-on-Si)工艺,设计了一款高频单片GaN DC-DC降压转换器芯片。该芯片集成了驱动电路和半桥功率级电路,驱动电路中电平放大功能通过有源上拉结构实现,在100~200 MHz频率范围内,单片GaN DC-DC降压转换器可直接被0.7 V的高速脉冲信号控制,无需片外模块,其峰值功率级效率达到92.2%,峰值总效率达到84.24%,峰值功率为7.7 W。相较于前期工作,芯片工作范围从100 MHz提升至200 MHz,在保证芯片效率性能的情况下,实现了对工作频率的大幅提升。

一种超低压差高性能LDO设计

基于0.35μm工艺,本文设计了一款为便携式电子设备供电的LDO线性稳压器,其输出电压控制为1.8V。该电路既可工作在轻载也可工作在重载状态下。本文对LDO线性稳压器的原理进行了简要分析,详细阐述了关键电路的工作原理,通过同时增加密勒补偿与片外电阻ESR的方式进行频率补偿,通过Cadence Spectre仿真验证了设计的可行性。低功耗模式下,静态电流可以低至45μA。在重载情况下,增益可达65dB以上,压差可在50 mV以下。

核电厂1E级直流和UPS系统旁路稳压器的新控制策略及实现

1E级直流和UPS系统作为核电厂的安全级电源系统,是核电厂安全的重要保障。旁路稳压器凭借其高效节能、调节快速等优点,广泛应用在UPS系统中。由于旁路稳压器在档位投切过程中,补偿变压器不可避免的存在着励磁涌流,为了降低励磁涌流所造成的不良影响,本文提出一种改进型的补偿变压器缓启投切方案,采用DSP软件进行控制,并通过实际试验进行了验证。后续可以为核电厂1E级负荷和部分重要的非1E级负荷提供可靠的不间断电源,确保核电厂设备的稳定运行。

一种具有反压保护功能的高性能LDO设计

针对LDO在反向电压状态下存在反灌电流现象并会对芯片造成损坏的问题,传统方案一般采用二极管进行反向保护,但这种方法会显著增大LDO的最小压差。文章采用MOS管替换二极管的方式来构成反向电压保护结构,并优化误差放大器和功率管尺寸,设计出的LDO最小压差在500 mA满负载下达到251 mV。然而加入防反向MOS管会使功率管的栅极驱动电容负载增大,给环路的稳定度带来难题。针对该问题,文章使用零极点抵消技术,通过引入零点的方式解决了LDO环路稳定困难的问题。电路基于TSMC 0.18μm BCD工艺设计,测试结果与仿真结果相符。结果表明,在2.5~20 V的输入电压范围内,负载电流为0~500 mA时,电路的输出电压为1.2 V,精度在±1%以内;负载调整率和线性调整率分别为0.85μV/mA和11.65μV/V;PSRR为93.4 dB@100 Hz。

一种衬底波纹注入的宽频带高PSR无片外电容LDO

基于40 nm CMOS工艺,设计了一种具有高频高电源抑制(PSR)的无片外电容低压差线性稳压器(LDO)电路。电路采用1.1 V电源供电,LDO输出电压稳定在0.9 V。仿真结果表明,传统无片外电容LDO电路的PSR将会在环路的单位增益频率(UGF)处上升到一个尖峰,之后才经输出节点处的电容到地的通路开始降低,最高时PSR甚至大于0 dB。采用新型的衬底波纹注入技术的LDO能很好地抑制PSR的尖峰,可以做到全频段都在-20 dB以上,相比传统结构,尖峰处的PSR提高了20 dB以上。该LDO适用于需要低电压供电的射频电路。

一种用于低压差稳压器的过流保护电路

提出了一种用于低压差稳压器的过流保护电路,该过流保护电路基于SMIC 180 nm CMOS工艺,采用1.8 V供电电源,在不影响原有LDO功率管管压降的同时,提高了输出电流的采样精度,限制LDO功率管的最大输出电流及LDO输出电压过低时降低功率管的电流输出。达到过流限后,负载电流与功耗下降比成正相关,负载电流越大,整体功耗下降越多。随着负载电流的增加,至触发电流折返之前,功耗下降比由0%开始逐渐提高至20%~30%;电流开始折返后,功耗下降比由20%~30%开始逐渐提高至99%。在负载电流未达到电流折返的临界点时,LDO瞬态性能不受影响;在负载电流达到电流折返临界点时,输出电压下降约500 mV,但其余瞬态性能不受影响。

一种瞬态响应增强型Capless LDO电路设计

低压差线性稳压器(LDO)是现代电路设计中最为广泛应用的电源模块之一。相比于开关式电源,LDO以其更小的面积,更简单的控制思路在芯片设计中取得了更为广泛的应用场景。对于一颗数模混合芯片而言,LDO是其不可或缺的电源模块。LDO可以通过芯片上的电源引脚产生不同电平的稳定电压,为不同需求的模块供电。

基于Prony方法的大型互联电网PSS参数优化设计

提出了一种完全基于仿真曲线Prony分析的电力系统稳定器(PSS)参数优化设计方法。该方法通过对仿真曲线的Prony分析辨识系统的弱阻尼区域振荡模式信息,以提高区域振荡模式下的阻尼为优化目标,在限定的参数空间中进行PSS参数优化设计。采用单纯形法对PSS参数进行优化,以Prony方法辨识的PSS参数作为单纯形区域的初始中心点可克服算法的收敛性问题。云南电网发电机组实际PSS参数优化设计的结果表明:在云南电网多种运行方式下,均可很好地抑制系统的区域振荡,验证了PSS参数优化设计方法的有效性和鲁棒性。所提出的基于Prony算法的PSS参数优化方法优于传统PSS设计方法,适用于大型互联电网发电机组的PSS设计。

分立元件构成的电力电子集成功率模块的设计

该文提出一种采用分立元件构成的用于开关电源用电力电子集成功率模块的设计方案,包括软开关功率因数校正电路和移相全桥型软开关电路两种模块。集成模块中含有主电路开关元件和部分驱动元件。该模块采用多层布线的叠层结构,电路设计紧凑,减小了分布参数,使电路工作时的电压和电流应力明显减小,从而提高了电路的性能,并降低了电磁干扰。该结构方案实现了双面散热,从而降低了散热热阻,提高了可靠性。文中分别给出了两种集成模块的满功率实验结果,电路工作正常,达到了预期的性能。

浅谈某型岸电稳压装置技术改进及检修方法

岸电稳压装置是船舶电力系统中的重要组成部分,是船电与岸电切换的重要设备,对船舶电气设备的正常运行和改善岸电品质具有决定性作用,岸电稳压装置的可靠运行同样是对整个船舶电力系统保障的关键因素,设计要求应该遵循运行可靠、操作方便、便于检修、性价比高等优点进行设计,本文根据某型岸电稳压装置故障原因进行分析,以期为广大设计从业者提供一定经验借鉴。

基于LM5117的高转化率降压型直流开关稳压电源设计

针对降压型直流稳压电源体实际应用中积较大、频率较低以及不稳定的问题,提出一种基于LM5117芯片和PWM技术的降压型直流稳压电源系统。利用同步降压控制器LM5117驱动外部MOS场效应管,实现电压反馈、过流保护和环路补偿等功能,同时PWM技术可以有效提升系统的电压利用率。经由实际测试,该系统能够实现额定输入电压在12V~18V区间内,稳定输出5V电压,且最大输出电流为3A,同时效率达到90%以上。证明此稳压电源系统具有转化效率高、波纹小、抗干扰的特点。

广域PSS闭环控制工程中可变时滞及其处理

给出了计及时滞的3层架构的广域电力系统稳定器(PSS)闭环控制电力系统模型,详细分析了实际工程应用各环节中时滞的产生原因及相应降低时滞的策略。特别指出了相量测量单元端发送的时延抖动是一个不容忽视的问题,并进行了相关实验研究。针对广域PSS实际工程的可变时滞处理,提出了基于功角预测的时滞自适应广域PSS控制算法流程,该算法利用多项式拟合预测功角,并用实测功角和一组预测功角数据计算后生成一组控制数据队列,发到被控端,被控端根据自身的时间和该组队列中控制数据中的时标,选择相应的控制数据,从而实现时滞自适应的广域PSS闭环控制。所述方法已在贵州电网RTDS仿真实验中取得了初步效果,并即将在贵州工程中得到实际检验。

机车控制电路优化设计研究

分析了机车原有控制电路原理,提出了一种优化设计方案。通过现场测试,优化设计方案起到了明显效果,电压、电流波形相比之前都得到了一定的改善,降低了故障率,提升了机车运用质量。

一种便携式三端口交流稳压器的研发

本报告旨在探讨三端口交流稳压器方案在国内市场的应用及发展前景。三端口交流稳压器是一种用于稳定交流电压的电子设备。它通常由输入端口、输出端口和控制端口组成。输入端口接收来自电源的交流电压,输出端口提供稳定的输出直流电压。控制端口则用于监测和调节输出电压,以保持其稳定性。该设备在许多领域都有广泛的应用,特别是对于对电压稳定性要求较高的设备和系统。例如,它可以用于电子设备、通信设备、医疗设备以及工业自动化系统等。通过使用三端口交流稳压器,可以有效地保护设备免受电压波动和突变的影响,提高设备的可靠性和稳定性。

一种新型数字可调线性直流稳压电源设计

设计了一种0-30V/2A数字可调线性直流稳压电源,硬件电路由初始基准电压产生电路、基准电压调整控制电路、功率放大线性稳压电路、辅助电源电路组成,初始基准电压产生电路通过稳压管及运算放大器产生稳定的初始基准电压,基准电压调整控制电路通过单片机及数字电位器对初始基准电压进行调整,从而改变稳压电源的输出电压,功率放大线性稳压电路一方面采用运算放大器放大基准电压,另一方面通过大功率管增加电源带负载能力。