一种多波长激光器的多模式驱动研究

介绍了一种多波长半导体激光器驱动系统的设计,该系统采用了压控电流源与PicoLAS模块混合驱动的方法,具有效率高、体积小、电路简单可靠、易于系统集成等优点,为半导体激光器的驱动设计提供了一种选择和参考。

基于平均电流控制的恒功率控制电路设计

为解决HID灯的老化及灯的伏安特性变化引起的功率漂移问题,基于Buck降压变换器的平均电流控制模式,设计并制作了一款具有恒功率控制能力的数字控制电子镇流器驱动电路,包含两个控制环路:内电流环路用于维持稳定驱动,外功率环路用于维持灯在其使用期间的功率恒定,并根据Buck降压变换器DCM模式下的小信号模型,以PI算法作为数字补偿器,完成补偿环路设计,保证电路输出稳定性。为抑制声共振,该电路结构采用三级式结构的电子镇流器,以低频方波驱动。设计和测试结果表明,该电子镇流器驱动电路可实现450 W的恒功率控制,误差值小于3%。该电子镇流器驱动电路结构简单,可靠性高,可适用于450 W HID灯驱动。

一种空间用高性能恒流源技术

半导体激光器性能优异,目前在空间领域受到了广泛关注,由于其是一种电流敏感型器件,对于驱动电源提出了高性能的要求。这里基于空间应用需求,提出了一种基于三电平Buck变换器的高性能恒流源驱动电源,通过反逻辑控制电路既满足大占空比应用,同时实现软启动功能;采用改进隔离变压器驱动电路实现开关管大占空比隔离驱动;结合2型补偿器的电流内环和PI补偿器的电压外环满足恒流源的稳态精度和动态特性。最后,通过Saber仿真软件和硬件实物样机进行验证,结果表明,该设计方案的恒流源效率可达98.2%,且无上电浪涌电流,证实了该设计的合理性和可行性。

用于TDLAS气体检测的DFB激光器驱动电路设计

分布反馈(DFB)激光器作为可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的常用光源之一,在实际应用中应当同时对驱动电流和温度进行控制,以减小出光质量对气体浓度检测结果的影响。为了解决上述问题,文中设计一种高精度激光器驱动电路。由STM32F103RCT6控制AD9834和DAC8560分别产生正弦波和锯齿波信号,对两个信号输入至OP27GS构成的信号叠加电路进行叠加后,输出至由OP27GS、AD8065和IRF520场效应管组成的具有限流功能的压控恒流源电路,将电压信号转变为激光器的驱动电流;同时采用MAX1978温控芯片对激光器进行温度控制。实际测试结果表明,压控恒流源输出电流的最大误差为0.1%,DFB激光器的温度稳定度为0.072%,温度控制精度优于0.01℃。使用3000 ppm的甲烷标准气体进行吸收测试,通过示波器检测光电探测器和锁相放大器的输出波形,可得到稳定的吸收峰和二次谐波,说明所设计电路满足TDLAS检测技术对于DFB激光器驱动的要求。

双能量源纯电动汽车制动能量回收控制策略研究

该文以前轮永磁直流电机驱动的双能量源纯电动汽车为研究对象,以开发合理高效的纯电动汽车制动能量回收系统及设计相应的控制策略为目的,建立了蓄电池、超级电容、双向DC/DC变换器等部件的数学模型,并进行了双能量源系统主回路、恒流恒压双闭环PI控制器设计研究,建立了系统的仿真模型并进行仿真。仿真结果表明,PI控制器可有效实现恒流恒压充放电过程,恒流充电以限制充电电流,当蓄电池达到额定电压或超级电容SOC饱和后再进行恒压充电,实现了保护储能元件并完全充电的目的。

基于CDKF-RBFPID的激光器恒流源控制器

激光器的稳定工作需要一个输出电流精度高和稳定的恒流源控制系统。针对激光器恒流源系统在噪声环境下输出精度差且使用PID算法参数难整定的问题,提出一种基于中心差分卡尔曼滤波(Center Differential Kalman Filter,CDKF)与改进的径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络自适应PID控制相结合的算法CDKF-RBFPID。通过CDKF更新恒流源系统的状态、协方差,从而滤除系统中的状态噪声和测量噪声。利用强化学习Actor-Critic框架调整RBF-PID参数,实现自适应参数调整。对恒流源系统输出电流和激光器输出功率进行对比实验,结果表明:CDKF RBFPID算法能够有效降低噪声对系统的影响,恒流源输出电流精度以及激光器输出功率稳定性进一步提升,其中响应时间缩短了58.3%,稳态误差降低了71.4%,输出电流控制精度达到1%。

基于压控恒流源检测方式的汽车线束检测系统

针对传统汽车线束导通检测误判率高,线束中存在的电阻、电容等元器件检测不完善的问题,设计了基于压控恒流源检测方式的汽车线束检测系统。采用电流流过被测导线,通过A/D转换检测导线两端的电压对汽车线束进行导通检测,同时采用该方法对导线中存在的电阻、电容元器件进行精准测量,大大提高了导线导通检测的精确度和元器件测量的精准度,经过实际检测,线束导通检测准确率为100%,电阻、电容的实际测量误差小于5%(电阻范围50Ω~200 kΩ,电容范围1 nF~1 000μF),同时设计模拟开关电路,将需要检测的端点切换到恒流源和A/D检测输入端,简化检测电路。

蓝牙数控直流电流源的设计

普通的直流电流源输出的电流值单一,只能在特殊的场合使用,通用性不强。而可以实现多级电流输出调节的传统直流电流源往往采用电位器调节输出电流,精度差,无法实现精确步进,且输出值经常跳变,使用不便。为了精确控制输出的电流值并满足新时代环境下的用电需求,文中提出一种蓝牙数控直流电流源的设计方案。系统采用STC12C5A60S2作为主控芯片,通过按键或者蓝牙调控改变输出的数字量;通过DAC0832构成的D/A转换模块将数字量转换为模拟电压,此电压经过反相放大器放大后,输入到由运算放大器LM675组成的电压转电流电路,将电压转换为相应的电流,只要控制单片机输出的数字量即可调节输出电流值。此外,实现步进10 mA,输出电流范围为200 mA~1 A,在LCD1602液晶屏上显示输出的电流值。经测试,所设计系统的输出电流具有较高精度,输出稳定、调节方便、控制精度高、显示直观、人机交互友好,使用蓝牙还可以实现电流值的远程控制。

A multimode digital controller IC for flyback converter with high accuracy primary-side feedback

A digital controller IC for the flyback converter with primary-side feedback is proposed. The controller is used for adapter charger or LED driver applications. To obtain high accuracy for the primary-side feedback, a digital primary-side sensing technology is adopted, which can auto-track the knee point of the primary auxiliary winding voltage. Furthermore, an internal digital compensator eliminates the need for external loop compensation components while achieving excellent line and load regulation. The controller could output both constant voltage and constant current depending on the load current. Pulse width modulation and pulse frequency modulation are used in constant voltage mode while quasi-resonant control is used in constant current mode. The digital controller is validated by using FPGA.

基于单片机的简易恒流源系统的设计

设计了基于微处理的数字控制恒流源系统,实现了电流从0到2 000 mA可调的直流恒流源。系统电源部分采用自制供电电源,提供稳定的3.3 V和5 V供电电压。恒流源部分采用运算放大器外接扩流管构成恒流源电路,实现输出大电流和稳定电流的功能。恒流源控制部分采用高精度单片机C8051F020控制,控制数字量可随意设置,输出电流大小完全可知且大小可任意设定,而且控制精度高。整个数控恒流源具有控制界面直观、简洁的特点,具有良好的人机交互性能。

基于单片机的恒流源技术研究

设计了一种基于单片机控制的数控恒流源。数控恒流源以AT89S52为控制核心,采用了高共模抑制比低温漂的运算放大器OP07和达林顿管TIP122构成恒流源的主体,配以高精度12bitD/A芯片MAX532以及16bitA/D芯片AD7715完成单片机对输出电流的实时监测。通过键盘来设置直流电源的输出电流,设置步进等级可达1mA,并可由数码管显示电流设定值和实际输出电流值。数控恒流源具有控制界面直观、简洁的特点,具有良好的人机交互性能。

基于单片机的恒流源设计和实验

为了满足测控领域对高质量恒流源需要,设计了一种基于单片机的高精度可调数控恒流源。该电路以电流串联负反馈式压控恒流源电路为基础,以AT89S52单片机为控制核心实现数字化控制。在数控部分中,采用8位D/A转换器DAC0832控制压控恒流源的输出电流,并利用高精度A/D转换器ADC0804实时测量及反馈输出电流,通过程序算法使输出电流不断逼近所需电流值;采用独立键盘以步进方式作为电流输出设定装置;LCD1602型液晶显示屏显示设定的电流和实际输出电流。实验表明,所设计的数控直流恒流源具有纹波小、精度高、稳定度强等优点,而且操作简单、价格低廉、扩展性强,具有较高的实用价值。

光电电流互感器中的光供电技术应用研究

介绍了光电式电流互感器高压端电路和激光供电方案。设计了一种大功率的半导体激光二极管 (LD)的驱动电路 ,它能为LD提供一个稳定的受控恒定电流 ,并能实时监控LD的温度从而保护LD。

一种高稳定数控交流恒流源的设计

设计了一种频率及幅度可数控的交流恒流源。以单片机为控制核心,用高精度D/A实现数字控制,恒流源由大功率运放电路产生,可提供交流有效值10mA-1A输出的恒流,并用高精度采样电路采集输出电流反馈软件动态调整,提高了恒流输出的稳定性和精度。经测试,该设计方案有较好的恒流输出稳定度,数字调整功能可靠。

用于半导体激光器的温控电路设计

针对半导体激光器(LD)出光稳定的应用要求,设计了一种有效的温度控制电路。电路基于单片热电制冷控制芯片ADN8830,采用闭环负反馈结构,使用恒流源测温电路代替普通H桥式测温电路,解决了非线性误差问题,通过比例积分微分(PID)补偿电路产生控制信号,驱动热电制冷器(TEC),实现了对LD工作温度的高精度控制。通过测试,LD工作温度在1 min内达到设定温度,30 min内,在25℃的工作温度下稳定度达±0.2℃。结果表明:该电路能快速、有效地控制TEC工作,达到稳定LD工作温度的目的。

高精度数控直流恒流源的设计与实现

设计并实现了一种基于单片机的高精度数控直流恒流源。该电源以电流串联负反馈式压控恒流源电路为基础,以AT89S51单片机为控制核实现数字化控制。为实现高精度要求,在数控部分中,采用12位高精度D/A转换器TLV5616控制压控恒流源的输出电流,并利用12位高精度A/D转换器TLC2543测量输出电流;为方便数字化控制,采用矩阵式键盘作为电流输出设定装置;为达到更好的人机交互及低功耗要求,采用LCD1602型液晶显示屏显示设定的电流和实际输出电流。实践表明:所设计的数控直流恒流源具有纹波小、精度高、稳定度强等优点,而且操作简单、价格低廉、扩展性强,具有较高的实用价值。

采用PID算法的高稳定恒流源设计

针对各种低压电器校验及性能测试过程中需要高稳定、高精度的恒流源要求，在对现有主要恒流源产品设计仔细分析的基础上，设计了一种以8位微处理器为核心的高稳定数控恒流源。整个系统采用闭环PID控制，通过所设计的恒流源电路将D／A转换得到的模拟电压变为恒流源。经实际应用测试，该恒流源输出电流可在O～2000mA内任意设定，纹波电流小，测试精度、变负载恒流稳定性均达到0．1％水平，且通过按键可实现±1mA和±10mA的两种步进功能。

高精度可调光DC-DC恒流源的设计

针对目前LED驱动器存在的电流稳定度低、功耗大、可靠性差等问题,利用MSP430G2553单片机,融合智能控制算法理念,设计并制作了一款基于数字PID算法的高精度可调LED恒流驱动器。文中详细介绍了DC-DC恒流源的设计过程及测试结果,此恒流源可由0~50V的直流电压供电,具有软启动电路和过流保护功能,通过键盘按键和安卓手机可在1~48W范围内进行智能无闪烁调光,输出稳定电流0~2.4A可调,效率达到92%,恒流源精度小于0.57%,变负载恒流稳定性小于0.5%。

微小型燃料电池测试系统的气体流量控制

根据微小型直接甲醇燃料电池(DMFC)的测试需求,使用工控机、多功能数据采集卡、比例流量阀、数字流量计等组件,搭建了燃料电池气体流量控制子系统。使用LabVIEW软件编写了上位机控制程序,应用改进的自适应PID控制算法,实现了气体流量的精确、稳定控制和对实验数据的实时处理。研究了流体伺服系统的组成和设计方法,构建了气体流量伺服控制系统。根据压控恒流源的工作原理,设计并制作了比例流量阀驱动器。针对驱动器的硬件特性,改进了自适应PID控制算法,并在LabVIEW环境下实现了该算法。使用改进后的PID控制算法并结合PID参数的调节,使气体流量伺服控制系统的稳态精度达到了±0.1 L/min。系统流量阶跃输入分别为0~5 L/min、0~10 L/min、0~20L/min、0~50 L/min时,上升时间分别为0.9 s、4.9 s、5.2 s、6.6 s,超调量均≤0.23 L/min,满足了设计要求。