全负载DC-DC变换器电荷平衡数字控制

提出一种适用于连续模式和断续模式DC-DC变换器的电荷平衡数字控制方法。该方法基于并行运算和组合逻辑,通过连续计算和比较平均充电电流和输出电流从而生成期望的占空比。得益于该机制,新的方法对跨越两种导通模式的扰动仍具有良好的动态性能。该方法通过引入双模控制策略利用线性补偿器消除稳态误差,且适用于包括Buck,Boost和Buck-Boost在内的3种基本变换器。对同相Buck-Boost变换器的仿真与实验验证了该方法的有效性。

基于电容电荷平衡的Boost型变换器控制研究

针对Boost型功率变换器的常规控制算法存在系统带宽较窄、动态响应缓慢等问题,基于电容电荷平衡原理提出一种新的非线性控制方案。该控制方案采用线性/非线性相结合的复合控制方法,当Boost变换器工作在稳态时采用传统的电压模式控制算法,而当负载电流发生跃变时,则采用非线性控制算法,通过电容电荷平衡控制计算开关管开通和关断的切换时间,从而保证Boost变换器获得最佳的动态性能。对自制的样机进行仿真验证和实验研究,结果表明,该方案能明显改善Boost型DC/DC变换器的超调量、调节时间等动态性能。

双管正激变换器的电荷平衡控制算法

为改善双管正激变换器的动态性能,利用电容电荷平衡控制原理,结合双管正激变换器在瞬态过程中的动态响应曲线,分析了如何通过控制输出电容的充电电荷和放电电荷平衡,给出了算法的理论分析和关键公式,以缩短输出电压的调节时间,减少超调量。为避免隔离变压器磁饱和,采用一种近似计算的方法解决了占空比控制信号受限的问题,扩展了电荷平衡控制算法的应用范围。最后通过所研制的实验样机进行了仿真验证和实验研究,理论分析和实验结果表明,该算法能明显地改善系统的动态响应性能。

一种高线性度电荷平衡式 A/D 转换系统实现

本文提出电荷平衡式Ａ／Ｄ转换器通用模型，给出其传输特性及非线性误差表达式，探讨减小非线性误差的技术方法，并设计了一种定压方式的脉宽调制Ａ／Ｄ方案，在仅需最少精密器件且勿需补偿的情况下实现高线性度Ａ／Ｄ转换系统设计，取得了很好的实用效果。

基于电容电荷平衡的DC/DC变换器的数字控制算法

利用电容电荷平衡原理来推导出直流/直流变换器的动态控制算法。介绍了变换器在负载电流突变和输入电压突变时的最优算法模型,详细分析了如何减少输出电压的波动以及缩短恢复时间以提高变换器的动态响应。试验结果验证了这两种算法的有效性,在25W、400kHz的同步整流Buck变换器中,应用该控制算法使得直流/直流变换器的动态响应达到最优。

一种大变比电路的新型电容电荷平衡控制策略

为提高负载动态响应特性,针对抽头电感同步整流Buck变换器所实现的大变比降压电路的特点,本文提出一种变结构电容电荷平衡辅助电路控制策略。所提出的控制策略根据电容电荷平衡原理,在负载发生变化时通过辅助电路改变主电路结构,使电感电流变化率适时变化,以克服恒压输出电力电子变换器负载突变时由于电感电流变化率受限而影响输出电容电压变化的不足。通过理论分析表明,所提出的控制策略辅助电路结构简单,无需增加磁性器件;控制逻辑能使变换器在负载扰动下实现快速的输出电容充放电平衡,具有较强的负载扰动抑制能力;控制方法具有快速动态响应、不影响稳态特性且过冲小等优点。仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性。

电荷平衡式电压—频率转换器的原理及误差分析

单片集成V/F变换器广泛用于自动控制、数字仪表和无线电设备中,其功能用于完成电压和频率之间的转换。将电压量(或电流量)转换成频率信号后其抗干扰能力大为增强,并且应用极为方便。本文以AD652为例,阐述了电荷平衡式压频转换器的工作原理,重点分析了转换过程中的原理性误差和由器件带宽产生的高频误差,并求解出误差表达式。

电荷平衡和自动跟踪型加速度计电流数字转换

针对惯性导航系统现有加速度计电流信号转换电路的不足,提出了一种基于电荷平衡和自动跟踪原理的加速度计电流数字转换方法(CDC),从工作原理上大幅提升转换电路性能。CDC对输入电流和反馈跟踪电流积分输出误差电压,依据该误差电压实时调整其数字输出d以及与d成比例的反馈跟踪电流,实时反馈控制使误差电压稳定在0附近,实现输入电流和反馈跟踪电流二者电荷平衡。设计了单路CDC电路用于原理验证和性能测试。实验表明,±40 mA电流范围内CDC电路标度因数不对称性优于5 ppm,非线性优于10 ppm,电流分辨率优于0.5 nA,动态范围大于164 dB;采用查找表技术补偿后-40℃~+60℃温度区间零偏变化小于30 nA、标度因数变化小于20 ppm,且各性能指标均有较大改善空间。电荷平衡和自动跟踪型加速度计电流数字转换技术具有动态范围大、精度高、分辨率高、易补偿等优点,具有非常好的应用前景。

电容电荷平衡控制技术的研究进展与分析

随着高性能数据处理设备的迅速发展,电力电子供电设备动态响应的要求也越来越高。先进控制技术是提高变换器动态响应的一种有效的方法。近年来提出的基于电容电荷平衡准则的控制策略可以使变换器既具有快速负载动态响应又有较高的效率。这种控制策略大致可以分为两类:仅通过控制电路来实现快速负载响应;通过控制电路和改变主电路的结构来实现快速负载响应。文中回顾了近年来电容电荷平衡控制技术的研究进展,并分析讨论了它们的特点。

电荷平衡式电容传感器的研究

本文介绍电荷平衡式电容传感器位移测量系统的原理、结构和系统设计。本系统采用特殊设计的三积分A/D转换器,使仪器的分辨率达二十五万分之一,采样速率达50次/s以上。本文对传感器、三积分A/D转换器等关键部分均作了详细分析和设计。

基于电荷平衡的溶液氢离子浓度方程和溶液pH的精确计算

提出了基于电荷平衡的溶液氢离子浓度方程及其方程数值解的溶液pH计算通用方法。解决了一些常见酸碱溶液和复杂酸碱平衡体系的溶液pH计算。

直流微网双向DC/DC变换器的电容电荷平衡控制策略

由微源和负载等的功率波动引起的直流母线电压波动,成为影响直流微网电能质量的重要因素。通过双向DC/DC变换器连接超级电容等储能设备,可进行功率平衡调节,以保证直流微网母线电压的稳定。为实现直流微网母线电压的快速恢复,采用了一种基于电容电荷平衡控制的复合控制策略,并推导出一系列理论方程来设计相应的复合控制器。最后通过PSIM仿真验证了复合控制策略的快速性和有效性。

造纸体系电荷平衡和浆料的酸碱性对造纸助剂使用效果的影响

通过对某纸袋纸厂浆料系统的Zeta电位及水系统的电荷和p H值测试,分析得出保持系统内部电荷平衡,才能增加造纸助剂效果,从而增加成纸的物理性能。浆料碱性太强,无论是酸性施胶还是中性施胶,系统施胶效果均达不到要求,会造成系统结垢,成纸返潮等现象,从而降低成纸的品质。

开关电容电荷平衡模数转换器及其应用

开关电容模数转换器是根据电荷平衡原理设计的,它主要由开关电容积分器、比较器和数字逻辑电路组成。如果使用集成电路,那么电路的转换精度可以优于14位,这是因为运放的失调电压、有限开环增益和电路中寄生电容在转换过程中可以消除。另外该芯片体积小,精度高,所以在自动化测量,智能化仪表和模数接口电路中获得广泛的应用。

点电荷平衡的建立

点电荷的平衡问题是《电场》中的一类典型问题，本文就该问题进行了讨论，并编撰成口诀，旨在培养学生良好的思维品质和提高学生的记忆能力．

同步和异步电荷平衡式电压频率变换器误差分析

以VFC110和AD652为例,介绍异步和同步两种电荷平衡式电压频率变换器的工作原理、计数测频方案,进行变换误差分析,比较两种电压频率变换器的特点。

基于电荷平衡原理的微弱电流测量研究

针对电离室输出宽量程双极性微弱电流的测量需求,在积分电路的基础上,研究了基于电荷平衡原理的多斜积分电路测量系统。在对输入电流的积分过程中,通过切换正负参考电源实现对电容的充电或放电,电容充电和放电所占的周期数形成测量系统的高位读数。利用一个测量周期开始和结束时电容电压的差值,形成测量系统的低位读数。通过标准电流源进行测试,该测量系统能够实现±24.5 nA的双极性微弱电流测量,满量程的最大线性误差为0.014 3%。重复测试100 pA输入电流,得到标准差分为0.088 97。实验结果表明:测量系统的线性度和重复性很好、精度高、量程广,能满足实际测量的需求并且应用领域广泛。

三端口变换器的电容电荷平衡控制技术研究

集成三端口功率变换器(three-port converter,TPC)具有变换效率高、系统集成度高、功率密度高的优点,广泛应用于新能源系统。传统PI控制可以应用于TPC系统,但PI控制属于线性控制,其基本特性导致系统动态性能难以保证最优。因此,该文提出针对TPC的负载突变以及功率分配的电容电荷平衡控制(capacitive charge balance control,CBC)方案,该算法基于电容电荷平衡原理,推导出最优动态响应曲线,通过控制系统动态过程中的开关状态,使系统按照最优动态响应曲线运行,优化系统动态性能。最后设计并制造一台全桥三端口变换器原理样机,并且通过提供实验结果验证所提出控制方法的有效性。

基于电荷平衡原理的引信模拟自毁电路

针对传统分立电子元件模拟自毁技术的功耗高、可靠性较差,提出了一种基于电荷平衡原理的引信模拟自毁电路。该电路利用电荷平衡原理取能,辅以负电压计时模块和正电压起爆模块完成自毁功能。仿真计算和试验验证表明,该电路功耗低、计时精度高、体积小、可靠性高。