高精度固态调制器绝缘栅双极晶体管驱动电路

加法器式固态调制器是一种使用绝缘栅双极晶体管(IGBT)控制储能电容放电来产生脉冲高压的装置,相比传输线型调制器,具有模块化、稳定性好、寿命长等优势。但IGBT的正常工作需要利用栅极驱动电路将控制信号进行放大才能实现,驱动电路的性能直接影响IGBT的开关特性,最终影响脉冲电压质量,尤其是驱动电路的导通抖动指标,这是影响脉冲电压精度的关键因素之一。根据加法器式固态调制器中IGBT的工作特性,以提高脉冲电压精度为目标,对驱动电路进行研究。分析了开关抖动对输出电压精度的影响,介绍了设计原理,研制了驱动电路板,并利用放电模块对其工作性能进行了实验测试。测试结果表明,该款驱动电路的导通抖动为300 ps,相比1 ns的商用驱动电路抖动压缩至1/3,在1 kV充电电压下,放电模块在0.5Ω的负载上放电,形成上升时间为500 ns、导通抖动峰、峰值在5 ns以下的脉冲电压,当发生退饱和故障时,驱动电路能够在4μs时间内关断IGBT,该款驱动电路满足高精度固态调制器的工作要求。

一种自适应恒定平均电压输出电路设计

在电子点火器应用中,为解决传统方案中LDO效率低、DC-DC需要外挂电容、电感的问题,提出了一种自适应恒定平均电压输出电路。电路输出为PWM波,当电源电压变化时,通过自动调整PWM波的占空比实现了恒定的平均电压输出。通过改变外接采样电阻的比值可以调整输出的平均电压大小。电路为开环控制,不需要考虑闭环稳定性问题,其控制简单可行,具有与DC-DC相比拟的高效率,但无外围电感、电容,便于集成和小型化应用。电路采用0.18μm BCD工艺设计,仿真和测试结果表明,在电源电压3.2~4.2 V下,实现了输出平均电压恒定,误差小于±1%;通过改变采样电阻比值,实现了输出平均电压在1.5~3.6 V之间连续可调。

IC静电放电瞬态场测试系统校准方法探讨

随着集成电路的集成度呈几何级数增长和高分子材料的广泛应用,集成电路静电放电(ESD)危害越发严重。据估计,仅美国每年因此造成的损失就高达100亿美元。为了降低研发成本、减少周期时长,把电磁兼容(EMC)测试提前到了集成电路阶段进行,各测试仪器开发商研发了多种ESD瞬态场抗扰度测试系统,因其具有设备小巧、价格便宜、操作简单等优点而受到热捧,但相关的计量校准研究很少。介绍了测试系统的工作原理,提出采用标准传感器和矢量网络分析仪测量瞬态电磁场强度的校准方案。详细论述了校准原理和参数计算方法,并进行了校准验证,测量结果重复性最好可达0.3 dB。

大功率刚管脉冲调制器小型化设计与应用

脉冲调制器是大功率真空管发射机必不可少的核心组成单元,设计改进调制器的性能是提升发射机性能的关键途径之一。本文介绍了脉冲调制器原理和类型,并对不同类型调制器特点作了相关介绍,探讨主流的刚管脉冲调制器相关技术。经分析研究,设计开发一种新型小型化大功率刚管脉冲调制器,重点介绍了调制器核心电路设计方案和实验结果。实验表明,该型调制器相比传统固态刚管脉冲调制器具有电路简单、重量轻、体积小、性能优越等特点,在确保发射机的工作性能及可靠性的前提下,满足了高机动雷达对小型化、集成化的需求。

负反馈和状态空间重构的UPWM失真问题校正方法

针对数字D类音频功率放大器中的均匀采样脉冲宽度调制(Uniform-Sampling Pulse Width Modulation,UPWM)失真,提出了一种负反馈和状态空间重构的全数字UPWM失真问题校正方法。该方法利用数字Σ-Δ(Sigma-Delta)调制器的高开环增益特性,通过构造包含数字Σ-Δ调制器和UPWM发生器的闭环负反馈环路,使得环路的输入与输出近似呈线性关系,从而校正UPWM产生的失真。在构造闭环时,通过对数字Σ-Δ调制器的状态空间表达式进行重构,并添加插零值模块和抽取模块使该环路在保持稳定性的同时,拥有与原数字Σ-Δ调制器相同的噪声整形效果。实验结果表明,该方法相比其他的UPWM失真校正方法,不仅能降低谐波失真,还能大幅降低数字UPWM调制器输出信号的本底噪声,从而可使数字UPWM调制器在频率6 kHz和幅度为满量程的-5 dB的正弦数字信号输入情况下,输出信噪失真比达到95.26 dB,同时所提方法可全数字电路实现、硬件实现简单且易于移植。

单开关谐振脉冲电源的过电压抑制

单开关谐振电路只需使用一个开关即可产生高压脉冲,然而当开关在谐振电流为正关断时会产生关断过电压,使开关损坏。为解决该问题,可在开关两端并联RCD(Resistance-Capacitance-Diode)吸收电路或在变压器原边并联R-D(Resistance-Diode)续流支路。但在高压脉冲条件下,这两种过电压抑制电路在不同负载下的带载特性以及效果优劣不明确。文中对比分析了两种电路的过电压抑制机理、参数选择依据、过电压抑制效果和元器件功耗。结果表明,含R-D支路的电源开关过电压与漏感电流和支路电阻R成正比,若R较大,其过电压系数大于含RCD吸收电路的电源。若R较小,元器件功率损耗较大。在高压脉冲电源中,RCD吸收电路的电容不需要在开关导通时将电放完。由于漏感限制,谐振脉冲电路在短路时电流不会过大而烧毁开关。同时,在驱动容性介质阻挡放电时电流能够自动反向,可实现零电流关断。

亥姆霍兹线圈原理分析及测量不确定度评定

以比奥-萨伐尔定律为基础,首先,计算了微电流矢量在空间任意点的磁场;然后,推算出单个圆形线圈产生的磁场;最后,推导出亥姆霍兹线圈在中间点的磁场表达式,建立起测量模型,用蒙特卡罗法进行了测量不确定度分析。详细地论述了计算公式与测量模型的关系,以及使用Matlab计算软件进行计算的流程和数据处理方案。使用蒙特卡罗法避免了不确定度评定中的非线性测量模型问题,并在不确定度分量估算时考虑了实际使用所带来的影响,从而增加了评定结果的可信性,具有一定的参考价值。

一种基于双向自适应放电开关的脉冲源的研制

介绍了一种紧凑便捷型中脉冲源。为了解决电流过大造成的电极溶焊、电容无法储能等问题,设计了一种双向自适应的放电开关。该高压脉冲源装置结构紧凑,连接稳固,输出脉冲性能稳定,且移动方便,拆卸简单,适用于电子设备的电磁防护性能测试。

微波脉冲对导航接收机跟踪环路载噪比的影响

为了明确微波脉冲对导航接收机的最佳干扰参数,通过对微波脉冲干扰下导航接收机跟踪环路相关处理的理论分析,根据微波脉冲谱线、扩频码谱线以及相干积分时间三者之间的关系,提出一种微波脉冲干扰分类方法,推导了不同参数微波脉冲干扰下相关输出功率和载噪比,并进行了试验验证。理论分析与试验结果表明,当微波脉冲宽度大于等于扩频码周期且小于相干积分时间时,进入相干积分器带宽内的多条微波脉冲谱线干扰某一条扩频码谱线,该微波脉冲参数对导航接收机的干扰效果最佳,且优于连续波干扰;随着干扰谱线数量增多,跟踪环路相关输出功率值增加,载噪比减小,干扰效果增强。

基于相对无模糊相位重构的自动脉内调制特性分析

文章首先分析并给出了相对无模糊相位重构算法,在此基础上构建了基于相位差分峰值幅度比较的BPSK及QPSK调制信号调制方式识别方法和基于最小二乘相位差分直线拟合的LFM信号调制方式识别方法。仿真结果充分验证了相位重构算法和调制方式识别方法的有效性。

一种基于电感储能技术的紧凑型高功率脉冲源

基于电感储能技术 ,采用金属丝电爆炸断路开关 ,研制成功了紧凑型脉冲功率源 (其能量传输效率近 4 0 % ,体积约 0 3m3 )。它能在电阻负载上得到电流 >6 0kA、电压 >4 0 0kV、功率 >2 0GW的电脉冲 ,通过调节金属丝爆炸断路开关的长度、根数、直径、储能电感的大小、电容器的充电电压以及削尖开关中气体的压力等参数 ,在一定范围内容易实现同负载的阻抗匹配。

基于零序偏移时间的低耗高性能PWM控制方法

根据“伏-秒”平衡原理，提出了一种基于零序偏移时间(ZSOT)的新型脉宽调制(PWM)实现方法，给出了各种 PWM 方式对应的零序偏移时间。从调制范围、开关损耗、总谐波畸变率及输出电压增益等几个方面对比分析了各种 PWM 控制的波形质量，根据分析结果，提出了一种优化的零序偏移时间实现方式，即根据调制指数和负载功率因数角的情况来调整零序偏移时间，从而实现了整个调制范围内逆变器运行的性能优化。仿真与实验结果验证了所提出方法的优越性。

基于TMS320F28335的SVPWM实现方法

在空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)基本原理的基础上,详细介绍了用数字信号控制器TMS320LF28335生成SVPWM波的控制方法。通过软硬件结合,在DSP调速平台上进行调试和实验验证,并给出波形。实验证明,利用TMS320LF28335实现SVPWM波据具有控制算法简单,速度快,实现方便等优点,能更好地满足功率器件对驱动信号的不同要求。

脉冲放电反应器的电极结构和放电特性研究

脉冲放电等离子体化学过程广泛用于处理气态污染物的研究 ,反应器的电极结构直接关系到放电等离子体的形成和放电能量的利用效率 ,研究电极结构可为脉冲放电等离子体化学过程的应用提供参考。用线 -板式脉冲放电等离子体的电极结构 ,正极性纳秒级脉冲高压电源供电 ,研究了线 -板电极间距、放电线相邻间距、电场中放电线的分布对放电特性的影响 ,得到放电线间距和线 -板电极间距的合适比例范围 。

基于FPGA的IRIG-B(AC)时间码解码器的设计

为了解决IRIG-B(AC)码解码精度低的问题,提高解调系统的稳定性,提出了一种利用高性能FPGA实现解调IRIG-B(AC)码的解码器。通过调用FPGA的IP核生成乘法器与FIR低通滤波器,将B(AC)码中的交流分量滤除掉,然后根据其幅值进行解调。该解码器能够快速准确地解调出IRIG-B(AC)码的时间信息,并输出与此时间信息对应的秒脉冲,通过输出端口将解调出的时间信息传输到上位机显示。通过大量试验证明该解码器准确度高、稳定性强,能够满足各种应用场所对IRIG-B(AC)码授时的要求。

高平均功率开关实验平台的研制

为了开展高功率重复频率气体开关研究 ,研制了一个高平均功率开关实验平台 ,并介绍了实验平台各关键部分的设计要点。其工作参数为 :平均功率 10 0 k W,输出电压10 0 k V ,重复频率 0～ 10 Hz,主放电回路峰值电流 85 k A,电荷传递量 0 .6 C/脉冲。充电电源的设计中采用了大功率恒流充电技术 ,具有充电效率高、控制灵活的优点 ;非均匀脉冲形成网络的设计 。

Boost变换器跨周期调制(PSM)的状态空间平均模型

基于Boost变换器,利用状态空间平均法对跨周调制(PulseSkippingModulation,PSM)进行建模和特性分析,推导出电感电流连续(CCM)和电感电流断续(DCM)时系统变压比,调制度M与负载的关系及系统转换效率的理想化公式,得到PSM具有轻载下高转换效率的结论,并设计具有PSM调制特性的控制电路,给出仿真结果。

螺旋型水介质Blumlein线的初步研究

介绍了水介质螺旋Blumlein型脉冲形成线 (长约0 5m)的设计和实验结果。实验表明 :它可得到前沿约 12 0ns、脉宽约 2 70ns的方波脉冲 (而同样长水介质同轴Blum lein线只能得到 31ns的方波脉冲 ) 。

基于DSP-FPGA的SVPWM细分优化算法的实现

提出一种空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)细分优化算法。采用尽可能多条边的正多边形对磁场圆进行细分,并对细分后的SVPWM脉冲进一步优化,有效消除了窄脉冲。然后通过Matlab离线计算,并基于DSP-现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)实现该算法。交流调速实验表明,该算法不仅易于数字化实现,便于实时控制,而且具有良好的控制效果。

一种三电平SVPWM算法及其DSP的实现

在传统三电平SVPWM算法中,计算各基本矢量的占空比常常涉及到三角函数或查表计算,从而耗费大量的控制器资源。分析了一种新型的多电平SVPWM算法,它从矢量合成的角度发展而来,通过选择合适的坐标系,可以方便地识别出合成参考矢量所需的矢量,并直接计算它们的作用时间,而无需复杂的扇区判断或查表运算。使用DSP实现了该算法,实验结果验证了该算法的有效性。