一种71 dB动态范围的低噪声可编程增益放大器

介绍了一种采用0.18μm CMOS工艺制作的动态范围达71 dB、步长为1 dB的低噪声可编程增益放大器。为了克服传统的三运放仪表放大器共模输入范围受限的缺点,本设计采用了电流模架构,实现轨到轨的共模输入范围。内部运放采用斩波来减小其失调电压和低频1/f噪声。增益控制由粗调级和精调级两部分来实现,粗调级将电压信号转换为电流信号,精调级将电流信号恢复为电压信号,最终实现宽范围和高精度。仿真结果表明,该设计总共实现了-3 dB~68 dB的增益范围和1 dB的步长;在48 dB增益下1 Hz到100 kHz的等效输入噪声为3.573μV,1 kHz处CMRR和PSRR分别为118.9 dB和120.6 dB。

双极晶体管的瞬时中子辐射损伤规律试验研究

瞬时中子辐射损伤效应是评价电子器件抗辐射能力的一项重要指标。利用晶体管直流增益的倒数与中子注量呈线性关系这一特点,采用参数一致性好的硅双极晶体管3DK9D作为位移损伤探测器,通过在线监测晶体管直流增益随累积中子注量的变化,获得了双极晶体管对脉冲中子辐照的响应特性。结果表明,晶体管的瞬时辐射效应是电离损伤和位移损伤共同作用的结果。在相同累计中子注量下,瞬态辐照损伤效应远强于稳态辐照损伤结果。

一种可控宽带直流放大器的设计

以80C51单片机和FPGA为控制核心,利用可控增益放大器AD603和可控编程放大器THS7001,设计了一种可控宽带直流放大器。通频带为(0～5)MHz和(0～10)MHz可选,增益调节范围为(0～60)dB,可驱动50Ω负载,输出22 V峰峰值信号。系统结构简单,界面友好。

半桥LLC变换器谐振参数及ZVS失效分析

采用基波近似原理推导出LLC谐振变换器等效模型,深入分析半桥LLC工作状态。根据等效模型,重点研究了主要谐振参数对变换器直流增益的影响。通过仿真分析变换器零电压开通(ZVS)失效与负载和频率的关系,并对变换器各参数进行优化和限定最大输出功率,避免了ZVS失效。最后设计出150 W/48 V的变换器,仿真及实验均达到预期效果,进一步验证了该方法的正确性和可行性。

单开关高增益混合直流变换器的研究与实验

近年来微逆变器因其出色的抗局部阴影能力在光伏并网发电领域得到广泛关注,但受输入电压较低的限制,微逆变器需较高的直流电压增益才能实现并网发电。针对该特点,提出一种新型单开关高增益直流变换器,它由倍压Boost电路、反激式变换器有机结合构成:电路共用输入支路,有效地利用了变压器漏感能量,提高了系统效率;电路输出端串联向负载供电,显著提高了电路的电压增益;倍压Boost电路的构建降低了变压器的匝比,减小了漏感及二极管的电压应力;电容箝位电路有效限制了开关管的电压应力,简化了电路的设计要求。详细分析了所提拓扑的工作原理、电压增益及功率器件所承受的电压应力,给出电路设计指导性意见,并通过实验验证了所提变换器的优点。

双极晶体管中子辐照后的高温退火特性

利用硅双极晶体管在线监测中子注量,其直流增益和损伤常数是作为探测器指标的重要参数。高温退火可使受到中子辐照的双极晶体管性能部分恢复,进而可以重复使用。开展高温退火特性研究,分析双极晶体管直流增益的恢复程度以及损伤常数的重复性。在快中子脉冲堆上对贴片型3DG121C双极晶体管进行三轮中子辐照,每轮辐照累计注量2.64×10^(13)cm^(-2)。经过第一轮中子辐照后,双极晶体管直流增益下降至辐照前的40%,经过180℃连续24 h的高温退火后,直流增益恢复至辐照前的67%;经过第二轮辐照后,直流增益下降至第二轮辐照前的50%,在相同条件下退火后,直流增益恢复至第二轮辐照前的73%;经过第三轮辐照后,直流增益下降至第三轮辐照前的58%,在相同条件下退火后,其直流增益恢复至第三轮辐照前的87%。三轮实验结果表明:双极晶体管直流增益倒数随辐照中子注量变化的线性关系基本一致,具体表现为其损伤常数具有很好的重复性。利用该高温退火特性,将双极晶体管作为中子注量探测器应用于快中子脉冲堆中子注量在线监测,监测结果与活化箔结果基本吻合。

三相单位功率因数整流器的电流控制方法研究

在三相单位功率因数整流器中 ,实际电流能否跟踪参考电流将影响整个系统的控制性能。文章提出了一种适合数字化控制的电流控制方法 ,以李雅普诺夫直接法为基础 ,引入了反馈增益 ,用来抑制系统参数变化的影响 ,并比较了变反馈增益和定反馈增益的效果。仿真结果表明了该方法将有效地克服系统参数变化对控制性能的不利影响。

程控低噪声宽带直流放大器设计

为解决小信号易受干扰、难以实现线性放大的问题,以MSP430F247单片机为控制核心,采用压控可变增益宽带放大器VCA820作为程控增益放大器,设计了一个低噪声宽直流放大器.系统能对直流到20MHz的信号,实现增益从0dB到80dB范围内以1dB为步进的程控放大,带内增益起伏小于0.5dB,50负载时输出信号峰-峰值高达30V.系统的零点漂移小,工作带宽高,驱动能力强,性能稳定,可广泛应用于传感器网络和通信设备等电路中.

基于混合储能的新型双向DC/DC变换器控制研究

基于超级电容与蓄电池混合储能系统越来越多地应用于电动汽车领域,作为其中的能量控制元件——双向DC/DC变换器的研究也越来越受到重视。不同的双向DC/DC变换器影响系统的成本、效率和性能。选择一种新型非隔离型双向DC/DC变换器,其具有电压增益高、开关器件应力低及电流纹波小等特点,能够有效减小开关器件的损耗,提高系统能量传输效率。推导出相应模式下的控制器模型,并采用电压外环、双电流内环的控制策略,控制能量的双向流动。最后进行理论仿真以及实验验证,结果表明理论分析的正确性。

基于相对增益矩阵和Prony技术的南方电网FACTS和HVDC之间交互影响分析

高压直流输电(HVDC)及灵活交流输电(FACTS)装置因其优良特性被广泛应用于现代电网中,但是其实际应用时间较短,加之其控制器的复杂性,使得对大规模交直流混联电网中FACTS装置之间及FACTS装置与HVDC间的交互作用的研究不够成熟和完善。文中以定量分析南方电网中FACTS装置之间以及FACTS装置与HVDC系统间的交互作用大小为目标,建立了含FACTS装置和HVDC系统的多机电力系统的线性化模型,并详细阐述了引入不同FACTS装置及直流系统时,控制变量、输出变量的选择及对代数方程的处理。接着对南方电网进行等值,利用该线性化模型推导出等值系统的传递函数,利用RGA方法找出FACTS装置之间以及FACTS装置与HVDC系统间的交互作用的大小。最后通过大扰动下的Prony分析验证了RGA分析结果的正确性。

基于CLD模块的高增益二次升压直流变换器

针对新能源利用过程中对高增益直流升压变换器的需求,提出了一种新颖的二次升压直流变换器。所提出的二次升压直流变换器相较于传统的二次升压直流变换器和Boost电路,具有更高的电压增益和更低的开关管电压应力,其更实用于对能量转换效率高、对电压增益要求高的新能源并网应用。通过实验室搭建的实验样板,证明了理论分析的正确性。

一种直流调速系统带宽参数化反馈控制

该文根据直流电机电枢回路组成和转矩控制规律,建立了直流调速系统模型框图和传递函数,并通过定义系统模型传递函数的增益尺度和频域尺度,设计一种具有前馈部分的比例-微分(PD)反馈控制器,同时利用闭环系统带宽参数化PD控制器增益。使用Matlab/Simulink软件进行仿真,结果表明,基于带宽参数化的控制器设计简单直观且调节方便,带宽越大,系统响应速度越快,抑制外扰效果越好。

线性度评价结果的不确定度

目的 介绍了用最小二乘法评价线性测量系统线性度、直流增益和直流偏移几项指标时 ,测量结果的不确定度分析和评价过程 .方法 讨论了影响评价结果不确定度的几个主要误差来源 ,包括信号源误差、被校系统测量误差、被校系统增益影响、量程范围内输入信号数值个数、环境影响等等 .给出了减小线性度、直流增益和直流偏移几项指标评价不确定度的主要措施 :1环境控制措施 ,以减少环境带来的不确定度 ;2选取高精度信号 ,以减少信号源带来的不确定度 ;3增加量程范围内输入信号数值个数 ,以减小各类误差带来的评价不确定度 .结果 在一个实际评价例子上 ,给出了线性度、直流增益和直流偏移几项指标不确定度分析和评价结果 .结论 该过程及结论可应用在对于计量标准进行相应指标的不确定度分析上 ,也可用于估计线性度。

一种带有泵升电容的新型高增益升压直流变换器

为了满足分布式发电系统中必须把太阳能、燃料电池和蓄电池输入的低压直流转换为高压的要求,在传统型升压直流变换器的基础上,提出了一种基于双电感和泵升电容的新型拓扑结构。该拓扑结构利用电感和电容的并联充电、串联放电特性,较好地实现了低占空比条件下高电压增益的目标。最后,分析了该拓扑结构在3种不同电感条件下的工作原理,并通过仿真验证了上述理论分析的正确性。

新型高增益DC-DC同步控制变换器

针对新能源领域对高增益、低损耗直流升压变换器的需求,提出一种新型高增益DC-DC同步控制变换器.将该变换器与常用高增益变换器进行对比研究,结果表明该变换器具有电压增益高、开关管和二极管电压应力低的优点.制作了一台额定功率为200 W的实验样机,样机实验证明了理论分析的正确性.

新型CL-LLC串并联直流变换器控制研究

为实现低压超级电容和高压直流母线的快速充放电接口,提出了低压侧并联桥臂和高压侧串联桥臂的新型CL-LLC串并联直流变换器拓扑结构,并釆用占空比固定,斩波频率可调的电压-电流双闭环控制策略实现了直流变换器的控制,同时根据主要参数设计选择实现直流增益的优化,通过多机并联实现了大功率场合的应用。最后搭建了样机测试平台,实验结果验证了理论和分析的正确性。

用于BIPV系统的直流变换器的研究

在建筑光伏一体化(BIPV)系统中,集中式能量变换结构以大面积光伏阵列为单位,当受到周围建筑物等形成的局部阴影影响时,其输出功率大大降低,且难以完成最大功率点跟踪(MPPT)。从电路拓扑结构出发,设计了一款直流模块式变换器,该变换器增益和能量转换效率较高。最后构建实验模型验证了变换器可行性。

SiGe HBT直流电流增益模型研究

基于器件结构特点和电学特性,研究了影响SiGe HBT(异质结双极晶体管)直流电流增益的主要因素,分析了不同的电流密度条件下,器件的物理参数、结构参数与集电极电流密度和中性基区复合电流的关系,建立了SiGe HBT集电极电流密度,空穴反注入电流密度、中性基区复合电流、SRH(Shockley-Read-Hall)复合电流密度、俄歇复合电流密度以及直流电流增益模型,对直流电流增益模型进行了模拟仿真,分析了器件物理、结构参数以及复合电流与直流电流增益的关系,得到了SiGe HBT直流电流增益特性的优化理论依据。

零中频接收机的直流偏移消除和自动增益校准

为了精确消除零中频接收机中的直流偏移并快速响应射频接收机增益调整时引入的输入直流偏移变化,提出了一种混合型直流偏移消除电路.该电路结合了模拟型和数字型直流偏移消除技术的优势,在降低输出直流偏移的同时缩短了响应时间.模拟型直流偏移消除电路用于实时地自动消除各级输入的直流偏移,数字型直流偏移消除电路通过自动校准进一步减小接收机的最终输出直流偏移.同时提出了一种接收机增益自动校准电路,能够自动校准零中频接收机I/Q通路的增益失配.采用65 nm CMOS工艺实现了集成直流偏移消除的可编程增益放大器和增益自动校准电路.芯片测试结果表明,放大器最大输出直流偏移为2 mV,增益调整具有严格单调性,自动校准后的输出I/Q增益失配小于0.1 dB.该电路具有响应快、仅需开机自动校准和无需数字基带电路参与等优点,完全满足IEEE 802.11ax-2021等宽带通信接收机的系统要求.

基于CD模块的高增益Boost变换器

针对现阶段直流升压变换器电压增益不高、开关管电压应力较大、整体能量转换效率低的特点,提出了一种基于CD模块的高增益Boost变换器。该变换器采用较低的占空比即可实现高增益,且规避了开关管电压应力过大的问题。详细分析了囊括该变换器各种工作模态的工作原理,并就其电压增益、开关管和二极管的电压应力等性能参数进行了严谨的公式推导,并和其他升压变换器进行了详尽的性能对比。最终通过搭建一台额定功率为200 W的实验样机证实所做理论分析的正确性。