湿冷机组热电联产低品位热能供热热经济性分析

针对机组使用中排抽汽供热时,存在(火用)损较大的问题,提出了低品位热能供热的供热改造方案。低品位热能供热技术实现了用乏汽去进行热网一次换热,对进入高温热源加热器的热网回水进行预热,降低热网二次换热的温差。与传统的中排抽汽供热模式进行比较,改造后,供热汽源由中压缸排汽改为乏汽,降低了平均热源供热温度,大幅降低了供热热源在热网中进行换热时的温差,换热前后热源蒸汽的平均(火用)损大幅降低,有效降低了煤耗,同时改善了全厂的平均供热能力和发电能力,机组改造热经济性良好,节能效果显著。

用于能量收集的低功率宽带宽输入整流器

本文提出了一种具有宽动态输入功率范围的宽带整流器,主要用于低输入功率条件。提出的整流器利用肖特基二极管的单向导电性和并联型电路拓扑结构进行整流。在提出的结构中,采用了由两级微带线和匹配电感组成的宽带阻抗匹配网络,以减少失配损耗,并在工作范围内实现高射频到直流的功率转换效率(PCE)。其中匹配电感是为了抵消二极管的电容。提出的整流器被设计、优化、仿真、制造和测试。测试结果与仿真结果非常吻合。在输入功率范围为-1~10 dBm,带宽为1.8~2.8 GHz(相对带宽为43.4%)的情况下,PCE大于50%。此外,在输入功率为10 dBm时,PCE峰值为76.4%。与以前的类似工作相比,本文提出的整流器工作于最低的功率水平,使其在射频能量收集的发展中具有重要的应用前景。

一种低压输入高压输出的两级式逆变器高效率调制方法

车载逆变器向着小型化、轻量化和高功率密度的趋势发展.针对现有输入电压为DC 110 V的车载单相逆变器采用Boost电路和全桥逆变两级独立调制而存在效率低、功率密度小等问题,提出了一种Boost电路和全桥逆变两级协同式调制方法.该方法根据输入电压与输出电压绝对值的大小关系使Boost电路和全桥逆变电路处于不同的工作方式,优化绝缘栅双极型晶体管开关状态和二极管通断状态,从而降低逆变器的损耗,提升逆变器效率.同时,该方法能减少全桥逆变电路的输出谐波,从而缩小滤波器件的尺寸,提升逆变器功率密度.设计制作一台2.75 kV·A车载逆变器样机,实验验证了所提方法的正确性和可行性.

基于MSP430的低功耗残压检测模块的软硬件系统设计

在配网就地馈线自动化保护逻辑中,将配网没有电压的情况下,来电前电网瞬时性的来电称为残压。针对设备再次来电前的残压,设备需要闭锁合闸,因此残压检测模块需要满足残压检测、闭锁、参数设置和规约上送等逻辑。设计了基于低功耗芯片MSP430FR2111并配合MCU睡眠、脉冲唤醒采集、低功耗串口规约通信的软硬件系统。在实现残压检测功能的同时,模块的超低功耗也降低了FTU整组的功耗,延长了检测模块的使用时间。通过芯片的低功耗串口制定合理、可扩展的规约,实现了残压限值、时间设定、残压值读取等功能。经过实验验证,采用残压检测模块的配电终端完全满足技术检测标准,并具备批量化、可移植、可定制化应用的能力。

一种低功耗CMOS LNA优化设计方法

基于SMIC 0.18 CMOS工艺,设计了一个工作频率为5.8 GHz的差分低噪声放大器。针对低功耗电路的设计要求,通过在输入级增加电容实现了限定功耗下的输入和噪声同时匹配。仿真结果表明,设计的低噪声放大器具有良好的综合性能指标。增益为22.47 d B,噪声系数为1.167 d B,输入反射系数(S11)、输出反射系数(S22)、反向隔离度(S12)分别为-24.74 d B、-17.37 d B、-31.52 d B。在1.5 V电源电压下,功耗为17.3 m W。

低输入电压大功率逆变器技术研究

分析了低压静止变流器的几种技术方案 ,这些方案均难以做到大功率应用。提出了采用移相调压技术的阶梯波合成逆变器方案 ,可有效地解决低输入电压大功率逆变器的技术难点。文中介绍了该方案的原理 ,建立了系统的动态分析模型 ,给出了参数设计方法。试验结果验证了方案的合理性和分析设计方法的正确性。采用本文方案研制的 2 8V输入 2 0 k VA逆变器 ,具有优良的稳态和动态性能。

应用输入向量控制技术降低漏电功耗的快速算法

随着工艺的发展,为保证电路的性能和噪声容限必须降低阈值电压,这将导致漏电流呈指数增长,漏电功耗因而将逐渐超过动态功耗占据主导地位.CMOS的堆栈效应导致电路在不同向量下的静态功耗不同,因此在电路进入睡眠状态时使用输入向量控制技术是一种低功耗设计的有效方法,如何快速找到一个可降低电路漏电功耗的向量就成了问题的关键.介绍了一种在给定向量集合中查找低功耗向量的快速算法——基于概率传递的标记算法,并为此开发了一个事件驱动的门级组合电路仿真器.通过对ISCAS和龙芯处理器电路的实验结果表明,该算法同传统方法比较可以提高性能3.4倍,误差率仅约0.14%.

0.6V CMOS低噪声放大器的设计与优化

采用SMIC 0.18μm CMOS工艺设计了一个低电压低功耗的低噪声放大器(Locked Nucleic Acid,LNA)。分析了在低电压条件下LNA的线性度提高及噪声优化技术。使用Cadence Spectre RF仿真表明,在2.4 GHz的工作频率下,功率增益为19.65 d B,输入回波损耗S11为-12.18 d B,噪声系数NF为1.2 d B,1 d B压缩点为-17.99 d Bm,在0.6 V的供电电压下,电路的静态功耗为2.7 m W,表明所设计的LNA在低电压低功耗的条件下具有良好的综合性能。

CCD图像采集系统的低功耗流水线ADC设计

设计了一个适用于面阵CCD图像采集系统的10位、90MSPS流水线ADC.通过采用低功耗动态比较器和省略输入级采样/保持模块使得该高速ADC具有低功耗的优点.电路设计使用Charter0.35μm3.3V2P4M CMOS工艺.仿真结果表明:90MHz的采样速率、3.3MHz正弦信号输入下,该ADC模块具有9.3bit的有效分辨率,最大DNL为0.5LSB,最大INL为0.8LSB,整个ADC功耗仅为35.4mW.

一种新型低功耗异步比较器的设计方法

本文利用输入数据的统计特性,设计了两种低功耗异步比较器——异步行波比较器和提前终止异步比较器.异步行波比较器从第一个不相等的数位开始停止运算,但要把结果传到最低位,消耗部分功耗.提前终止异步比较器通过修改真值表,基于新的比较单元电路和终止判断电路,在第一个不相等的数位停止运算并立即输出比较结果,节省不必要的功耗.新设计的异步比较器和用于对比的同步比较器(BCL比较器和门控时钟比较器)均用SMIC0.18μm工艺实现.仿真结果表明,提前终止异步比较器功耗最低,与同步BCL比较器和门控时钟比较器相比,在随机数据和来自LDPC解码器的数据下,分别节省了87.1%、84.5%和37.5%、28.6%的功耗.

基于对称输入输出的三值ECL门电路设计

鉴于传统的多值ECL(发射极耦合逻辑)电路需要多个参考源的弊端,提出了采用对称输入输出的ECL电路结构,并设计了构成三值电路完备集的对称输入输出三值ECL文字电路和取大电路,这种电路形式可以减少ECL电路的参考电平数量,并具有更简单的电路结构,电源电压绝对值较低,并且电路功耗也有所降低.

低压电力线通信信道特性研究综述

低压电力线通信的可靠性是影响其普遍应用的最大问题。文章阐述了国内外学者在频率选择、输入阻抗、噪声干扰及信号衰减特性等方面的研究成果。其中,噪声干扰特性对低压电力线通信可靠性影响最大。文章重点介绍了噪声干扰特性分类、特点及建模等方面的研究成果。通过分析各特性现有数学模型,建立精确模型是提高低压电力线通信可靠性的基础,也是今后电力线通信领域发展的重要方向。

低功耗单输入跳变测试理论的研究

介绍一种随机单输入跳变(RSIC)低功耗测试方案.基本原理是在原线性反馈移位寄存器(LFSR)的基础上加入代码转换电路,对LFSR输出的随机测试向量进行变换,从而得到随机单输入跳变测试序列,可以在不损失故障覆盖率的前提下,降低被测电路的开关翻转活动率,实现测试期间的低功耗.文中给出了RSIC测试序列的生成准则,以CC4028集成电路为被测电路作了研究,结果表明在进行低功耗测试时,单输入跳变测试序列比多输入跳变测试序列更加有效,在不影响故障覆盖率的情况下可以将开关翻转活动率降低到58%,证实了该方案的实用性.

采用输入信号适配技术的BiCMOS运放

为了满足高性能开关电源中集成运放的应用需要,设计了一种结构简单且具有轨对轨输出的运算放大器。该运放基于0.5μm BiCMOS工艺,采用浮动输出的输入信号适配器(ISAFO),将输入信号放大至差分输入级的工作区域,从而实现了轨对轨的运行。对所设计的运放进行了仿真分析,结果表明在工作电源电压为±0.75 V、外接100 kΩ电阻的条件下,该运放的直流开环增益达到了102 dB,单位增益-带宽为6.35 MHz,相位裕度为62.5°,而功耗仅约为150μW。所设计的运放具有很宽的共模输入范围及较高的增益,所以特别适用于开关电源的误差放大器、过流、过压和过热保护模块中。

低功率输入双耦合器光纤谐振环非线性研究

对双耦合器光纤谐振环进行了理论计算和实验研究。理论计算的结果表明,当谐振环的输入光功率线性增大时,其输出光功率具有非线性的特征。实验结果验证了前面的理论计算。实验中采用的是普通商用光通信系统光源和普通的单模光纤,且在谐振环中未加偏振控制。实验结果显示,注入很低的功率,在它线性增加时,谐振环的输出功率显示出明显的非线性,并且其输出信号的变化规律与输入较大功率情况下的理论计算结果完全一致。

W波段阶梯型交错双栅慢波结构行波管的研究

为了提高传统交错双栅慢波结构行波管的性能,提出了一种阶梯型交错双栅慢波结构,并基于此新型慢波结构,提出了新型输入输出耦合结构.在此基础上,设计了一只工作在W波段的带状电子注阶梯型交错双栅慢波结构行波管.计算结果显示,阶梯型交错双栅慢波结构行波管的耦合阻抗更高,从而使行波管在更短的互作用电路长度里,实现更高的饱和增益和互作用效率.在90～100GHz频率范围内,阶梯型交错双栅慢波结构的耦合阻抗大于4Ω,高于传统交错双栅慢波结构;W波段带状电子注行波管高频结构的反射系数(S11)小于-15dB;并且行波管的饱和输入功率仅约为0.7W,可以实现最高输出功率约800W,相应的效率大于7.8%,增益大于30.6dB.

基于低压高精度运放的带隙基准电压源设计

基于传统带隙基准源的电路结构,采用电平移位的折叠共源共栅输入级和甲乙类互补推挽共源输出级改进了其运算放大器的性能,并结合一阶温度补偿、电流负反馈技术设计了一款低温度系数、高电源电压抑制比(PSRR)的低压基准电压源。利用华润上华公司的CSMC 0.35μm标准CMOS工艺对电路进行了Hspice仿真,该带隙基准源电路的电源工作范围为1.5～2.3 V,输出基准电压为(600±0.2)mV;工作温度为10～130℃,输出电压仅变化8μV,温度系数为1.86×10-6/℃,低频时PSRR为-72 dB。实际流片进行测试,结果表明达到了预期结果。

一种高效2.45 GHz低输入功率微带整流电路

提出了一种高效的2.45 GHz低输入功率微带整流电路,它可以有效地吸收低输入射频能量。该整流电路主要由一个倍压二极管BAT15-04W、开路枝节匹配电路和谐波抑制电路组成。所用的倍压二极管BAT15-04W是一个适用于低输入功率能量收集的低功耗肖特基贴片二极管。开路枝节匹配电路用于将整流电路匹配到50Ω。谐波抑制电路则是用于转换效率的优化设计。实测结果显示在直流负载为5 kΩ、输入功率为5 d Bm的情况下,该整流电路的RF-DC整流效率可达75.3%,所得到的直流电压超过3.45 V。

集成电路低功耗测试生成器的研究

分析了CMOS集成电路的功耗来源,介绍了CMOS集成电路的低功耗测试向量生成器的电路结构.为了减少被测电路内部节点的开关翻转活动率,提高相邻测试向量之间的相关性,研究了随机单输入跳变测试向量生成器和基于可配置二维线性反馈移位寄存器测试向量生成器的实现方案.给出了内建自测试环境下的电路测试结构图,可以在不损失故障覆盖率的前提下,降低被测电路的开关翻转活动率,实现测试期间的低功耗,适合于CMOS集成电路的内建自测试.

MIMO-OFDM系统中低功耗FFT/IFFT处理器设计

针对IEEE 802.11ac多输入多输出(MIMO)正交频分复用(OFDM)系统,设计一种支持8组128点数据并行处理的低功耗FFT/IFFT处理器,利用RAM实现对输入和输出数据的顺序调整,使得处理器可以与MIMO-OFDM系统中其他模块直接进行数据通信。该处理器通过Verilog语言实现,采用TSMC 65 nm工艺库进行逻辑综合,结果表明其在0.9 V,125℃的工艺库最差工作条件下可达到100 MHz工作频率,与利用寄存器延时单元实现输入和输出数据顺序调整的FFT/IFFT处理器相比,总的门数减少了32.98%,功耗降低了79.4%。