高精度脉冲微电流检测系统的设计与实现

针对高精度直流微电流计无法准确捕捉动态微电流信号的局限性,以及电化学检测领域对微弱脉冲电流信号的分析需求,本文设计了一款检测pA级微弱脉冲电流信号的系统。该系统的硬件结构由微电流放大器、模数转换电路、低纹波电源电路和STM32微处理器构成,软件系统中设计了数据采集、降噪优化算法。对该系统进行频率梯度实验和微电流检测实验,结果表明该系统能够稳定实现pA级脉冲电流的测量,具有精度高、通频带宽和线性度优的特点,对脉冲微电流信号的检测与分析具有实用价值。

基于电流检测的SiC MOSFET并联均流控制策略

【目的】由第一代和第二代半导体材料构成的功率器件,各方面性能都已经达到自身极限,在更为复杂的电路拓扑中难以应用。第三代新型半导体材料碳化硅(SiC)逐步成为研究焦点,相应的碳化硅器件也成为研究前沿。相比于传统硅(Si)基器件,碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)以其更为优异的特性在高压、高频和高功率密度领域广泛应用。受到载流能力限制,往往需要多个器件并联使用。不成熟的制作工艺和不对称的电路布局,会导致器件自身参数和外部电路参数存在差异,产生不平衡电流问题。针对该问题,本文提出一种均流控制策略。【方法】本文首先分析和总结了并联均流影响因素,确定了各个参数的影响程度。并以器件自身开通和关断特性为基础,通过理论公式推导,总结了电流变化规律。其次,设计了对应的电流检测电路,准确获取电流差异情况。最后,提出了一种调节驱动电阻的均流控制策略,通过调节多级驱动电阻,逐步调节不平衡电流。【结果】仿真结果验证了所提控制策略的有效性,电流不平衡度显著减小。【结论】结果表明,设置合理的驱动电阻,所提出的控制策略能有效实现双管并联均流。

一种高精度宽范围共模输入的电流检测电路

基于0.18μm HV SOI CMOS工艺,设计实现了一种应用于电流保护系统中的高精度宽范围共模输入的电流检测电路。该电路通过检测采样电阻上的压降来获取电流值变化量;同时基于包含了LDMOS管的保护电路单元实现了宽的共模电压变化范围。此外,通过电路内置的逻辑控制单元实现输入正负压状态下高低侧运放的切换使用,降低了功耗;利用差分放大器以及跨阻放大器对获取的信号值进行处理,提高了检测精度。测试结果表明,在25℃温度下电路总输出误差<0.67%,在-55℃~125℃温度范围内电路可承受-18V~80 V宽范围共模输入且带宽大于200 kHz,当输入电压在-18V~80 V范围内变化时,输出电压的变化小于40 mV。

多通道电磁阀电流检测系统设计

为了在线测量应用于石油化工行业的电磁阀驱动电源电流,对石油化工行业的电磁阀驱动电源电流的在线检测进行了研究。设计了一种多通道电磁阀电流检测系统。电流检测系统以STM32为核心控制模块、以电流传感器为测量传感器。硬件部分包括数据采集模块、数据存储模块、数据传输模块等。系统支持多通道电流信号的在线检测、在线设定电流异常阈值,可实时动态地将采集到的电流数据和电流判断结果传送到人机界面(HMI)软件。通过电流模拟试验,验证了测量系统的可行性。测试结果表明,该系统能够满足多路电磁阀电流的在线检测需求,且测试过程对被测设备无影响。该系统测量精度高、实现简单、便于安装,也可应用于其他行业的电流检测。

基于电流检测误差补偿的嵌入式永磁同步电动机无位置传感器控制实验平台设计

对基于高频脉振电压注入法的无位置传感器控制策略而言,转速和转子位置的准确估计十分重要。在传统高频脉振电压注入法的基础上,针对电流检测误差问题,提出一种电流检测误差补偿方法。该方法在传统位置观测器的基础上,增加了参数自适应陷波器环节,通过实时参数修订,消除位置观测器中由电流检测误差引起的二次谐波,提高转速和转子位置估计的准确性。采用品质因数更高的二阶广义积分器提取高频电流,改善控制系统的动态性能。通过搭建实验平台验证了所提补偿方法的可行性。

功率MOS开关的高精度电流检测电路设计

随着军工设备、工业控制、智能汽车等领域的发展,功率MOS开关驱动器的需求量不断提升,其可靠性、安全性等性能要求也在逐步提高。为保证功率MOS管在安全电流下工作,设计了一款高精度高边电流检测电路。利用复合式斩波放大器,大幅降低失调电压对电流采样精度的影响,并保证电路系统有足够的响应速度。该电路采用CSMC 0.18μm高压BCD工艺进行设计,在添加10mV的输入失调电压后,测量精度依然可以达到99%,带宽达到3MHz。

一种车规级LED驱动芯片的电流检测电路

为了使车规级LED驱动芯片满足ISO 26262功能安全要求,设计一种高精度LED电流检测电路。在传统LED恒流驱动输出电流检测电路的基础上,在电流复制模块加入负反馈环路,实现了对检测电流的精确复制,避免传统电流检测电路的采样误差,提升了电流检测的准确度。同时新电路采用采样管和功率管串联结构,减小电流漏检测的情况发生,扩大了有效检测的覆盖率。该LED电流检测电路采用SMIC 0.18μm CMOS工艺进行设计,测试结果表明,在5 mA~60 mA的LED电流范围内,检测精度可达±1%。

基于d-q坐标的谐波与无功电流检测方法及仿真分析

通过对abc三相坐标进行d-q坐标变换的方法,提出了一种新型的基于d-q坐标变换的谐波与无功电流的检测方法。该方法通过对三相电压与电流进行d-q变换后对相应的分量进行分离的方法实现对谐波与无功电流的检测。详细地说明了基于d-q坐标变换的谐波与无功电流检测算法的流程,给出了具体的框图并其特点进行了总结;同时利用PSCAD/EMTDC软件对基于d-q坐标变换的谐波与无功电流检测方法进行仿真分析。仿真结果表明,所提方法可以准确及时地实现电网中谐波与无功电流的检测。

同相供电系统的改进型电流检测方法

基于YNvd平衡变压器和综合潮流控制器(integrated power flow controller,IPFC)相结合构成的同相供电系统,在机车运行状态改变时进行了仿真分析。当同相供电系统采用传统型电流检测方法,在机车由牵引状态转变为电气制动状态时,由于传统型电流检测方法的缺陷性,IPFC直流侧电容电压会急剧上升。而基于Fryze功率定义的改进型电流检测方法则可以避免该问题,另外改进型电流检测方法可应用于部分补偿模式。仿真结果证明了改进型电流检测方法的可行性。

低功耗无损电流检测技术的分析与设计

通过分析DC-DC电流模开关电源的结构,提出了一种新颖的低功耗无损电流检测技术,降低了开关电源的静态功耗。该技术实现了"虚拟"的无损电流检测电阻和一个低功耗高灵敏度的电流检测放大器。通过降低电流检测电路的功耗,优化了电流模开关电源控制环路的功耗,从而实现了静态功耗的最小化。基于无损电流检测技术设计,开关电源的静态功耗为61.22mW,为典型情况的57.5%。

浅析BMS电池管理系统高精度电流检测

在全球环境保护和可持续发展议题日益受到重视的背景下,新能源汽车已逐渐成为未来交通领域的关键发展方向。本文主要探讨了电池管理系统(BMS)的高精度电流检测技术。通过分析BMS电池管理系统的关键特性,强调了高精度电流检测对电池性能和安全的重要性。文章介绍了磁通门技术的优势及其在高精度电流测量中的应用,指出该技术在降低零点误差、提高SOC精度以及系统安全性方面的突出表现。此外,浙江巨磁智能技术有限公司开发的CSM系列电流传感器,基于其自主知识产权的iFluxgate技术,展示了高精度、低温漂、发热量低等优点,在电动汽车及储能设备中具有广泛应用前景。

基于电流检测的轧花机故障识别方法研究

本文通过分析轧花机生产运行常见故障原因及影响,探索了一种基于电流检测的轧花机故障识别方法。针对轧花机中卡棉故障为例,阐述了从电流检测到数据分析,故障预警操作的基本分析过程。主要包括:获取轧花机内锯齿筒的实时电流信号,将实时电流信号输入至工况识别模型中,建立当前电流变化曲线,并根据当前电流变化曲线确定出轧花机的当前工况,若轧花机处于卡棉状态,则将电流变化曲线的图像输入至预设的卷积神经网络中,确定出卡棉位置,将实时电流信号与对应卡棉位置的预设预警阈值进行匹配,确定出卡棉程度等级,根据卡棉故障状态,从预设预警策略中确定出对应的故障预警操作,并根据故障预警操作进行预警。本方法提高了卡棉故障识别的实用性和准确性,解决了轧花机卡棉无法及时识别的问题,提高了轧棉效率,保证了轧花机的运行安全。

电流检测电阻加工中阻焊涂覆工艺的研究

电流检测电阻有冲压加工、PCB加工等两种加工方式,小功率电流检测电阻加工适用PCB加工。PCB加工满足电阻定律R=ρ*L/S需要的工艺流程.两电极间的阻焊宽度作为参数L使加工电阻值达到理论设计值。因此,在PCB加工中,对阻焊涂覆工艺的研究至关重要。研究得到将防焊油墨中添加超过100ml的稀释剂可防止孔洞产生。DOE试验表明当其它参数为实际生产参数时,控制油墨粘度40dPa*s,前静置时间管控在4h内,以及覆墨刀角度管控在20°,阻焊宽度满足上限。将刮刀长度管控在3cm,阻焊厚度满足下限。烘烤采用至少五段温度阶梯式以加固阻焊层与合金层的结合力。阻焊涂覆工艺按照前处理到烘烤设置加工参数,将电阻在该工序的报废率降为零。

浅谈锂离子电池生产工艺流程和电流检测要求

锂离子电池市场随着双碳政策的推广,被广泛应用在新能源汽车、储能、电子设备中,本文主要剖析了锂离子电池的工作原理、内部构造,对其生产工艺流程逐一介绍,以及化成分容中现有的电流检测技术:分流器、电流传感器进行比较,使读者对锂离子电池有更全面的认识。

基于电路模型和人工神经网络的谐波电流检测方法

为应对电力系统谐波电流带来的挑战,以三相非线性负载为研究对象,深入分析谐波产生的机制和特点,提出了一套结合电路模型和人工神经网络(artificial neural networks, ANN)的谐波电流检测方法。该方法依靠精细的等效电路建模和ANN的强大学习能力,提高了检测的精确性和实时响应效率。同时,通过仿真分析验证了所提方法的有效性,尤其是在减小幅值误差和提升动态响应效率方面,适用于电力系统的谐波单元分析与诊断,为电网运营安全和设备长效运行提供了切实可行的技术参考。

一种用于高端电流检测的高精度放大器的设计

针对高端电流检测的技术要求,提出一种高精度超宽共模输入电压范围(Input Common-Mode Range,ICMR)的高端电流检测放大器的设计。设计利用共基极输入结构对输入偏置电流的有效控制提高了信号传输精度,保证了系统的稳定性。采用高精度的电流镜设计提高了放大精度,由PNP管和NMOS管组成的共射/共源甲乙类输出结构为放大器提供轨到轨的输出和较强的驱动能力。放大器的ICMR达到0V～28V。最低工作电压1.5V,最小工作电流38μA,闭环电压增益50V/V且保持恒定。芯片在1.5μm BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺下实现。测试结果表明芯片工作正常,预期的主要性能指标成功实现。

基于STM32F103的电流检测系统设计

在电力系统中,实时检测系统的电流大小非常关键。基于STM32F103芯片设计了一款实时检测电路中电流大小的设备,该设备测得的电流通过LCD显示出来,便于观察,另一方面将这些实时的数据储存在SD卡设备上,对数据进行记录。该设备加入了FreeRTOS实时操作系统,更合理有效地利用CPU的资源,简化应用软件的设计,缩短系统开发时间,更好地保证了系统的实时性和可靠性。

电磁液冷缓速器控制系统设计及电流检测实验分析

本文针对传统缓速器控制系统在重载汽车应用中存在的制动响应慢、发热量大及电流检测不稳定等问题,提出了一种基于N型功率管的电磁液冷缓速器控制系统设计方案。该系统采用MC9S12XS128MAA微控制器作为主控单元,结合电流检测模块,实现了对缓速器电流的精确控制。通过对IRFB3207与IPP039N04L两种N型功率管的对比实验,结果显示,IPP039N04L型功率管在电流检测精度和系统稳定性方面表现更优,其三档、四档制动电流检测数据平均值分别为100A和131A,精确度高达99%,有效解决了传统缓速器电流检测数据波动大的问题,并显著提高了系统的制动性能和稳定性。

电压高端的精密电流检测研究

从电路结构和原理出发,探讨影响检测电流准确度的因素.针对常用的电压高端精密电流检测电路,研究电流测量值与电源电压、电阻匹配度、分压比例的关系,并对电路进行硬件改进和软件修正.结果表明,改进后的电流检测误差可降低到4%以内,明显提高了电流检测的精确度.

有源电力滤波器两种电流检测方式研究

按照电流检测方式划分,有源电力滤波器可以分为网侧电流检测和负载侧电流检测两种方式。本文旨在从补偿效果以及系统稳定性两个方面对这两种电流检测方式进行比较。理论分析表明:在理想状况下,两种电流检测方式互为等效。但当考虑到电流传感器的非理想特性、检测误差和控制误差等因素时,网侧电流检测方式相较于负载侧电流检测方式补偿精度高,但是属于直接控制的网侧电流检测方式对负载扰动敏感,存在系统稳定性问题。仿真和实验结果证明上述结论的正确性。