一种基于斩波拓扑的高精度RC振荡器

设计了一种采用0.18μm CMOS工艺制作的基于斩波拓扑的高精度RC振荡器。该结构对比较器失调有较好的抑制效果,并补偿了比较器传输延时对输出时钟频率的影响,达到了较好的温度特性。同时使用LDO对振荡器的主体电路供电,有效抑制了电源电压波动对输出频率的影响。另外该振荡器使用电容修调网络,减小了工艺漂移对中心频率的影响。仿真结果表明,所设计的振荡器在不同工艺角下均可以通过修调将频率校准至典型值2 MHz。在-40~125℃的温度范围内,输出频率的波动仅为0.87%。在3~6 V的电源电压范围,输出频率的波动仅为0.21%。与同类型的片上RC振荡器相比,该电路对温度、电源电压和工艺的漂移有更好的抑制作用。

一种低噪声可编程斩波电流反馈仪表放大器

针对应用于Sensor AFE的可编程增益仪表放大器的低频噪声干扰问题,设计一款低噪声可编程增益斩波电流反馈仪表放大器。该设计采用斩波技术实现对以1/f噪声为代表的低频噪声的抑制。在设计中加入数模转化器,通过电流叠加的方式实现对传感器失调的补偿,解决由传感器失调导致仪表放大器性能下降的问题。采用可编程电阻网络,实现可编程增益放大,提升仪表放大器的通用能力。仪表放大器基于TSMC 0.18μm工艺,供电电压为2.7~3.6 V,通过调节电阻网络,实现16~2048倍放大,另外在传感器失调补偿范围和等效输入参考噪声参数上也较为理想。

一种Brokaw结构的斩波稳定型带隙基准源设计

针对传统带隙基准电压源在工艺误差的影响下输出电压精度较低的问题,设计一款低失调电压斩波稳定型带隙基准电压源。该带隙基准电压源包含带隙基准源核心、基准电流源、折叠式共源共栅放大器、斩波器、陷波滤波器等,通过斩波器和陷波滤波器配合使用滤除掉放大器的失调电压和低频噪声。使用TSMC 0.18μm CMOS工艺,在Cadence Virtuoso平台进行验证,仿真结果表明该带隙基准源能稳定输出1.228V基准电压,且具有较小的失调电压和较小的低频噪声,适用于高精度的应用场合。

重庆轨道交通2号线列车过压斩波IGBT(绝缘栅双极型晶体管)故障分析及解决措施

[目的]重庆轨道交通2号线列车正线运营出现多起过压斩波IGBT(绝缘栅双极型晶体管)故障,影响了线路的正常运营,需分析故障原因,并提出解决措施。[方法]基于过压斩波原理,分析故障现象及故障机理,进而得到故障原因,建立了实物测试单元对故障原因进行试验验证,进而针对性提出解决措施。[结果及结论]由于驱动板、适配板和斩波器IGBT被击穿,故报出OVT-IGBT故障。此外,由于IGBT被击穿,过压斩波回路处于导通状态,故过压吸收电阻长时间工作致使其温度过高而损坏,触发GR(接地)故障。试验结果进一步验证,斩波器关断瞬间产生的尖峰电压是IGBT发生故障的主要原因。改进措施为:优化过压吸收回路主动放电功能,降低过压吸收回路斩波器的工作频率;优化VVVF(变压变频)控制程序,增加有斩无流故障逻辑、未斩有流故障逻辑和一旦故障便切除本故障单元的逻辑;优化驱动板的相关参数,降低IGBT的开关频率。实际结果表明,改进措施能有效解决OVT-IGBT故障问题,使牵引故障率明显下降,保证了重庆轨道交通2号线的正常运营。

基于分段斩波控制的开关磁阻电机新型电流梯度法

针对开关磁阻电机传统电流梯度无位置传感器方法不适用中低速运行以及输出转矩低等问题,提出了一种电压斩波与电流斩波分段控制下的新型相电流梯度法.在检测到相电流峰值之前采用电压斩波控制方式,通过比较前后时刻相电流的大小确定相电流峰值,获得位置脉冲信号;检测到相电流峰值之后将控制方式切换为电流斩波控制,充分利用直流母线电压,进而获得更高的输出转矩.该无位置传感器方法适用的转速范围宽,不需要增加额外的硬件电路,并且能够提升电机在中低速度范围内的输出转矩.该文对所提方法进行了理论分析,并在此基础上进行了仿真和实验,结果验证了方法的可行性和有效性.

大功率低纹波等离子喷涂斩波电源研制

等离子喷涂电源通常采用可控硅整流电源或逆变电源,存在效率低、输出电流纹波大等问题,难以满足等离子喷涂工艺的特殊要求.文中提出了一种基于八相交错并联Buck变换器的大功率等离子喷涂斩波电源.首先设计了斩波电源的电路拓扑,分析了斩波电源的工作原理和电流纹波产生机理,阐明了并联相数、占空比对电流纹波的影响规律,并进行了仿真验证.然后,基于等离子喷涂工艺对电源特性的要求,设计出功率为40 kW的四相交错并联模块,在CAN总线协同控制下,组成80 kW的八相交错并联斩波式等离子喷涂电源.最后,搭建了等离子喷涂斩波电源样机,进行了喷涂试验,测试了电源的输出纹波和效率.试验结果表明,与传统的可控硅整流电源和逆变电源相比,斩波电源的电流纹波率降低50%以上,电源效率最高达到94.5%.

基于电感特征的开关磁阻电机电流斩波控制策略

开关磁阻电机(SRM)运行在基速以下时常采用电流斩波控制(CCC),针对传统电流斩波控制中电流动态跟踪能力弱、换相区内转矩脉动大及功率器件开关频率不固定的问题,根据电感曲线的变化特征进行区间分段,提出一种基于参考电流补偿的电流斩波控制策略。在低电感区段内根据电机转速、负载的大小对参考电流进行补偿,提高相绕组在换相过程中的转矩输出能力和动态响应能力;在电感曲线的线性上升阶段,采用固定频率的脉冲宽度调制(PWM)波进行控制,使输出转矩更平滑。搭建三相12/8极开关磁阻电机仿真模型及硬件在环实验平台,考虑电机在不同转速、负载下的运行工况,选取转矩脉动指标进行对比。仿真与实验结果表明:所提控制策略能有效减小开关磁阻电机的转矩脉动,提高电机的运行性能。

基于后级斩波可控短路过渡GMAW电源设计

采用熔化极气体保护焊(GMAW),在短路过渡时,焊缝成形好,过渡频率高。但是在电弧重新引燃时,大电流产生的电弧力会引起过渡金属的飞溅,使得短路过渡飞溅量大。可控短路过渡技术在短路过渡结束与重新引弧的瞬间,通过迅速降低焊接电流能够明显减少飞溅量。本文结合短路过程燃弧和短路过程的解耦分析,设计了基于后级斩波控制的可控短路过渡GMAW电源,通过检测焊接电压来预测燃弧,在燃弧的瞬间降低焊接电流以减少飞溅。在同等试验条件下发现传统短路控制的飞溅量大,而采用后级斩波控制的飞溅量明显减少。

一种采用斩波稳定技术的Σ-Δ调制器

为了抑制Σ-Δ调制器的直流失调及其温度漂移,并使调制器对版图失配具有更高的鲁棒性,本文设计了一种多处采用斩波调制的Σ-Δ调制器。通过对调制器第一级积分器采样路径、反馈路径和放大器进行斩波调制,电路有效抑制了版图失配和低频闪烁噪声对Σ-Δ调制器的不利影响,减小了Σ-Δ调制器的直流失调电压,提升了Σ-Δ调制器的信噪比。本文基于0.18μm CMOS工艺进行设计,供电电压为5V,在信号带宽为72KHz内,调制器信噪比达到113dB,即18.4位有效位数,直流失调降低至4.2μV,可以用于测量微小的传感器信号。

一种具有纹波抑制功能的斩波稳定放大器

基于SMIC 0.18μm BCD工艺设计了一种低失调、低噪声的斩波稳定放大器。针对斩波调制技术引入输出纹波的问题,设计新型的乒乓结构陷波滤波器来抑制纹波,并采用复合路径多级放大器结构拓展了带宽。通过Spectre仿真验证,放大器增益带宽积为11.7 MHz,共模抑制比为145 dB,电源抑制比为126 dB。蒙特卡罗仿真结果表明,放大器失调电压分布的标准差为3.54μV,输入噪声谱密度为32.1nV/√Hz,纹波抑制效果达83.1 dB。

一体式整流斩波充电装置在智能轨道快运系统的应用

目的:为满足智能轨道快运系统大功率充电需求,提出一种智能轨道快运系统充电装置的新型结构,其能满足在一体化智能箱式充电站内的安装,避免在乘客站台安装带来的噪声和接口等问题。方法:智能轨道快运系统快速充电装置结构包括输入侧交流断路器、预充电回路、网侧滤波回路、PWM(脉冲宽度调制)整流回路、Buck直流变换回路和直流侧滤波回路;PWM整流实现交流到直流功率变换;直流Buck变换实现直流电压输出满足智能轨道快运系统车载储能元件充电的恒压、恒流及恒功率的充电模式;预充电路减少系统工作时的合闸冲击;网侧滤波减少了注入电网的谐波电流;直流侧滤波采用电感L和电容C组成低通滤波器来滤除高频分量输出,减少纹波电流输出到储能介质。结果及结论:通过仿真、选型计算的充电装置采用双环控制提高了系统的动态性能,有源阻尼技术有效抑制了谐振,正反转双序锁相环实现了网侧适应性控制、系统控制及保护对Buck和PWM整流进行控制,实现输出的恒压及限流控制。充电装置已经成功应用于株洲智轨一期工程项目,项目通车验证了充电装置能够安全、高效地给智能轨道快运系统车辆充电。

一种基于Sepic-Zeta混合斩波电路的动力电池组双向高速均衡器研究

本文提出一种基于Sepic-Zeta混合斩波电路的动力电池组双向高速均衡器,该均衡器在电池组3种不同的工作状态下采用不同均衡拓扑电路和均衡控制策略。电池组充电状态下,均衡电路等效为Sepic斩波电路,选择电池组中能量最高的单体电池作为Sepic斩波电路的输入端进行均衡放电,均衡放电电流连续;电池组放电状态下,均衡电路等效为Zeta斩波电路,选择电池组中能量最低的单体电池作为Zeta斩波电路的输出端进行均衡充电,均衡充电电流连续;电池组静置状态下,选择电池组中能量差异性最大的单体电池进行均衡放电或均衡充电,其对应的等效电路为Sepic或Zeta斩波电路。该均衡器拓扑电路原理简单,均衡电路容易实现,均衡能量易控制,均衡电流连续、可控,因此均衡速度快、均衡效率高。最后,搭建锂离子电池实验平台进行电池组3种工作状态下的均衡实验,验证了该方案的可行性。

基于斩波技术的低噪声前置放大器研究

磁传感器(IMS)是频率域电磁法(FEM)中使用最广泛的磁传感器,通常由感应线圈和前置放大器组成。为了增加IMS探测深度和微弱磁场信号的能力,基于磁通负反馈技术,获得了低频段平坦的灵敏度曲线,拓宽了观测频带。采用斩波前置放大技术,降低了1/f噪声对IMS的影响,对IMS的输出噪声进行了压制。通过在屏蔽室内对所研制的IMS性能进行测试,表明其频带范围为0.001 Hz~10 kHz,输入噪声为2 nV/Hz^(1/2),为实际项目应用提供了可靠的性能保障。

单开关双振 ZCS 斩波调压装置

提出了对谐振参数和滤波参数进行统筹处理，以实现双振零电流开关的方法。将此方法用于单开关式高正弦度交流斩波调压装置，其实验结果说明，仅用简单的电路和控制方式就能使开关软化，且保持优波效果。

基于半桥和全桥斩波非导通相状态分析的BLDCM特性比较

本文根据非导通相的状态,分析了无刷直流电机(BLDCM)半桥斩波(以上桥斩波为例)和全桥斩波控制方式下非导通相端口电压。半桥斩波中,上桥斩波关断时,非导通相正向续流结束后,中性点电压为零。此时非导通相反电动势过渡为负值后,下桥臂续流二极管在负的反电动势作用下正偏,将在非导通相中产生正向电流,使电机有制动电流和转矩,减小了有效出力。全桥斩波中,非导通相续流结束后,中性点电位为电压源逆变器(VSI)直流侧电压的一半,非导通相所在桥臂的上下两个续流二极管均处于反偏状态,不能导通。非导通相反电动势过渡期间,不会产生制动电流和转矩。仿真结果验证了两种斩波方式下BLDCM的运行特性。

Jones斩波器电路的工程设计方法

本文重点叙述 Jones 斩波器电路实用的设计方法.其中参数的设计,如换流电容 C 的确定.自耦变压器 L_1. L_2的计算原则以及晶闸管二极管的选择等.本电路使换流能力随负载电流的加大而增强,故换流非常可靠,电路工作稳定,可实现再生制动,控制简单,且不必在起动前对电容进行预充电等独特优点.

基于MATLAB软件的直流斩波电路的研究

根据直流降压斩波电路和直流升压斩波电路的工作原理,并基于Matlab软件分别搭建升、降压斩波电路的系统模型.最后对仿真输出的波形进行分析.得到更加直观、清晰的仿真曲线,并且仿真结果符合理论知识,为斩波电路在电力电子技术教学和研究上提供了参考.

基于MATLAB软件的直流斩波电路研究

本文首先介绍了直流降压斩波电路和直流升压斩波电路的工作原理,根据理论知识,基于Matlab软件分别搭建升、降压斩波电路的系统模型。最后对仿真输出的波形进行分析。为直流斩波电路在电力电子技术在教学上提供了参考以及借鉴。

桥式可逆斩波电路的理论分析

对桥式可逆斩波电路用于直流电动机的四象限运行进行理论分析.

斩波器的混合式控制

斩波器的混合式控制冷增祥（东南大学自动控制工程系，南京２１００１８）在交直流变频装置中用六拍逆变器变频时，作为电压／频率（Ｖ／Ｆ）协调控制的可变电压，用斩波控制的直流斩波器较用相位控制的可控整流器，有较高的输入功率因数，且随着用作斩波功率管的全控型电...