12 bit 100 MS/s Flash-SAR混合模数转换器设计

针对传统逐次逼近型模数转换器(Successive Approximation Register Analog-to-Digital Converter,SAR ADC)采样率和能量效率低等问题,设计了一款快闪型(Flash)与逐次逼近型(SAR)相结合的新型混合架构模数转换器。利用快闪型ADC一个时钟周期内可以转换出多个数字码的优势,提高了ADC的采样率。采用新型混合开关切换策略与分段电容阵列技术相结合提升了ADC的能量效率,减小了版图面积。同时,电路采用预放大动态锁存比较器以降低噪声和失调对ADC性能的影响。采用SMIC 0.11μm工艺后,仿真结果表明,在1.2 V的工作电压下,当采样速率为100 MS/s,输入信号频率为45.04 MHz时,输出信号的信号噪声失真比(Signal-to-Noise-and-Distortion Radio,SNDR)为69.26 dB,无杂散动态范围(Spurious-free Dynamic Range,SFDR)为82.10 dB,有效位数(Effective Numbers of Bits,ENOB)达到11.21 bit,功耗为5.72 mW,版图尺寸为380μm×110μm。

基于全电力电子OLTC的HUPFC运行特性分析及控制

柔性交流输电系统(flexible alternative current transmission systems,FACTS)装置如混合式统一潮流控制器(hybrid unified power flow controller,HUPFC)可调节线路潮流,有效提升输电网络的传输容量。为解决传统HUPFC中使用机械式有载分接开关调压带来的诸多问题,文中提出基于全电力电子有载分接开关的快速电磁式HUPFC。首先,针对其工作特性进行研究,并提出抑制开关切换过程中产生过压的方法。然后,根据不对称级电压Sen变压器的工作点合成方式存在自由度,实现一种开关切换次数最少的抽头选择策略,并给出从潮流指令改变到开关切换调压的详细步骤。最后,在Simulink中搭建220 kV双回线路仿真模型,对比快速电磁式HUPFC与传统HUPFC的潮流调节过程及结果。结果表明,全电力电子开关在响应速度和降低调节过程中的功率波动等方面更具优势,验证了快速电磁式HUPFC的可行性。