基于Multisim V7平台的电容反馈式振荡电路的分析

Multisim V7应用于分析电容反馈式振荡电路的教学,使教学直观、生动、形象,是对传统教学方法的一种改革,使理论教学与实践更好的紧密结合,对培养学生创造性思维能力,全面提高专业素质具有重要意义.

LC电容反馈式三点式振荡器的实验现象与分析

介绍了一例运用GP2型高频实验箱进行LC电容反馈式三点式振荡器实验现象分析的教学实践,这对提高学生实验动手能力是一个新的尝试.

基于分裂电容反馈的LCL并网逆变器改进控制

并网逆变器输出常采用LCL滤波器,但其为三阶系统,存在谐振隐患。在分析分裂电容反馈控制的基础上,提出了一种改进控制策略,能有效抑制并网电流中存在的谐振尖峰。同时提出了一种适用于分裂电容反馈的改进电网电压前馈控制策略,完全抵消电网对并网电流的影响。样机实验验证了该方案的有效性。

基于可变电容反馈技术的宽带VCO设计

该文提出了一种用于展宽Colpitts压控振荡器(VCO)调谐范围(T R)的技术。为了实现宽调谐范围,采用一种可变电容反馈技术,该技术同时可得到优于传统Colpitts VCO的相位噪声。且该结构采用动态正向衬底自偏技术,以实现VCO较低功耗、易于起振的特性。基于90 nm CMOS工艺,设计了一款VCO,其相位噪声为-101.9 dBc/Hz@1 MHz,调谐范围为28.1%,考虑调谐范围的品质因数可达-192.2 dBc/Hz。芯片在1 V电压供电下,消耗了5.8 mW,芯片面积为0.45 mm^2。

红外探测器中一种电容式反馈跨阻放大器的设计

放大器电路对提高红外成像技术中红外探测器的读出精度,是至关重要的。针对电容式反馈跨阻放大器的设计进行了研究,提出了一种在反馈回路中用晶体管代替反馈电阻的新的拓扑结构。对于所提出的拓扑结构,提出并分析了与系统稳定性相关的诸如截止频率和衰减比等的总体频率响应和设计参数,从而获得高直流输入动态范围。此外,还讨论了在直流反馈回路中加入额外的电容以确保系统的稳定性。分析、仿真和实验结果的良好一致性验证了所提出的CF-TIA方案的有效性,而且所提出的电路设计在正常或低直流输入下的整体噪声性能方面相比于传统的CF-TIA方案更具优势。尽管本文中的电路采用分立元件实现,但提出的频率响应模型和稳定性分析适用于所有CF-TIA应用和CMOS芯片设计。

基于改进电容电流反馈的含非线性负载光伏并网系统振荡抑制策略

在含非线性负载的光伏并网系统中,光伏发电单元、非线性负载、电网三者之间的相互作用可能导致系统出现振荡,因此提出一种改进的电容电流反馈有源阻尼(capacitor current feedback active damping, CCFAD)控制方法。首先,采用谐波线性化方法建立含非线性负载的光伏并网系统序阻抗模型,并基于阻抗模型和对数频率稳定判据揭示含非线性负载的光伏并网系统振荡特性。随后,基于负电阻理论定义阻抗相对灵敏度指标,评价不同参数变化对系统阻抗特性的影响程度,获取影响系统稳定性的关键参数。基于不同参数的阻抗相对灵敏度分析,提出一种改进的CCFAD方法。该方法拓展了传统CCFAD的正阻尼区域,有效地改善了系统输出阻抗的相位裕度,提高了系统稳定性。最后,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,验证了分析方法的正确性和所提控制策略的有效性。

交轴电流计算与电容储能反馈的双三相永磁同步发电机系统稳压控制

双三相永磁同步发电机(DTP-PMSG)具有容错率高、低压大功率等特点,适用于受输出电压、空间体积限制的高端装备领域。常规的母线电压控制方法在负载快速变化时,存在电压恢复时间长、电压波动大的缺点。该文提出基于交轴电流计算与电容储能反馈相结合的稳压控制策略。建立脉冲宽度调制(PWM)整流器能量和功率交换数学模型,推导交轴电流内环给定的计算表达式,设计电压外环并分析物理意义。该方法既能缩短电压恢复时间,又可以降低电压波动幅值。仿真和实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

基于耗散哈密顿模型的电容电流反馈并网控制策略

采用LCL型滤波器的并网逆变器具有抑制高频电流谐波的能力,然而LCL型滤波器的频率响应存在一个谐振尖峰。基于电容电流反馈的无源或者有源阻尼方法可在一定程度上抑制谐振尖峰,但是其没有详细考虑逆变器输出电能质量和抗参数扰动性能。因此,本文将电容电流反馈方法与耗散哈密顿模型的无源控制策略相结合,其不仅能够有效抑制谐振尖峰,而且可以提高系统的鲁棒性、动静态性能、以及电能质量。基于Matlab/Simulink仿真实验验证了本文所提方法的有效性。

电容电流反馈并网逆变器闭环系统参数选择及稳定性分析

针对电容电流反馈并网逆变器闭环系统参数及稳定性的分析,传统的计算方法过于繁琐。为此,建立典型LCL型并网逆变器数学模型,从而得到电容电流反馈控制策略等效框图。分析PI调节器参数选择对系统环路的影响,确定电容电流反馈闭环系统各参数。通过Matlab仿真验证了系统环路参数选择的准确性。

基于电容分段反馈的绝缘栅双极型晶体管门极驱动

将绝缘栅双极型晶体管(IGBT)关断过程分解为多个阶段,对IGBT关断过程中电压上升和电流下降采取分阶段电容耦合反馈从而独立控制dv/dt和di/dt,实现电磁辐射和关断电压反峰的双重约束。基于Pspiece模型仿真出不同反馈电容及门极电阻下的开关损耗和关断电压反峰,绘制出了相互之间的关系曲线,同时提出了一套优化系统参数的计算方法。选取英飞凌FS400R07A1E3_H5型IGBT模块,设计出了具备电容反馈的驱动电路,实验结果表明:在通过IGBT电流为400A的情况下,采取电容反馈的驱动电路将反峰电压降低80V左右,模块温升有所降低,验证了本文方法的正确性。

提高LCL型并网逆变器鲁棒性的电容电流即时反馈有源阻尼方法

LCL型并网逆变器对高频谐波的衰减效果显著,但是存在谐振问题。电容电流反馈有源阻尼可有效阻尼LCL滤波器的谐振峰,在模拟控制下,它等效为在滤波电容上并联一个电阻。然而,采用数字控制时,控制延时使其不再等效为一个电阻,而是一个与频率相关的阻抗。并且在高于1/6的采样频率时,该等效阻抗表现出负阻特性,当谐振频率高于1/6的采样频率时,负阻会降低系统对电网阻抗的鲁棒性。特别地,当谐振频率等于1/6的采样频率时,系统无法稳定。为此,该文提出电容电流即时采样方法,以减小电容电流反馈有源阻尼的控制延时,使其更接近于滤波电容并联电阻的特性。这样,不仅提高了系统的鲁棒性,而且,即使谐振频率等于1/6的采样频率,系统也具有很好的稳定性。以单相LCL型并网逆变器为例,进行实验验证,实验结果证明了所提出的电容电流即时采样方法是有效的。

基于多谐振控制器和电容电流反馈有源阻尼的PWM变换器电流环参数解耦设计

基于电容电流反馈有源阻尼的LCL型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)变换器并网电流控制中,通常采用多谐振比例谐振(proportional resonant,PR)控制器来实现静止坐标系下正弦电流给定的无静差跟踪和抑制电网电压特定次谐波影响。针对电流环控制器复杂、参数多、设计难的问题,采用频率域理论分析电容电流反馈系数和准PR控制器各参数对电流环性能的影响。在此基础上,提出一种电流环控制器参数解耦简化解析设计方法,根据稳定性、稳态误差和相位裕度要求,分别设计电容电流反馈系数及PR控制器相对谐振增益系数和比例系数。该设计方法简化了控制器参数之间的耦合关系,且多采用解析计算,不需要反复试凑。实验结果验证了所提出的参数解耦解析设计方法是可行和有效的。

基于电容电流反馈的新型HAPF谐振抑制方法

针对有源电力滤波器和无功补偿电容器组成的混合型有源电力滤波器(HAPF)的系统谐振问题,提出了一种基于无功补偿电容器电流反馈的新型HAPF谐振抑制方法。该方法在传统有源电力滤波器电流控制的基础上,通过增加电容电流反馈控制环节,增强系统阻尼,抑制系统谐振。基于该方法,分别就谐波检测电流包含和不包含电容器电流2种情况,详细分析了在电网谐波电压和负载谐波电流2种谐波源激励作用下,系统发生串、并联谐振时的谐振抑制特性。理论分析和实验结果表明,该方法能够有效抑制系统串、并联谐振,提高系统稳定裕度,并对负载谐波电流具有理想的补偿效果。

电容电压反馈的电流型整流器有源阻尼控制研究

三相电流型PWM整流器在交流侧采用LC滤波器来滤除谐波,由于二阶LC滤波器的阻尼系数较小,容易引起网侧电流振荡。为此文中提出滤波电容电压反馈的有源阻尼控制,能够在不消耗有功功率的前提下,有效地滤除网侧电流谐波。通过仿真分析可知,提出的电容电压反馈能抑制网侧电流振荡。

电容电流反馈的LCL滤波器网压前馈控制研究

为了抑制LCL滤波器的固有谐振,消除电网电压畸变时并网电流内的谐波,此处提出一种在网侧电流闭环条件下的电容电流反馈、电网电压前馈控制方法。通过引入电容电流反馈环节,使LCL滤波器的固有谐振减小,且电容电流通过估算获得,减少了传感器的数量。在电网电压畸变的情况下引入电网电压前馈环节,消除了并网电流内的低次谐波,得到高质量输出电流。仿真和实验结果表明所提控制策略的有效性。

风电并网LCL滤波逆变器电容电压反馈控制

针对传统LCL滤波器在电容上串联电阻造成的能量损耗,提出采用滤波器电容电压估计值的高频分量作为反馈变量的控制策略,以此提高系统的阻尼,抑制LCL固有谐振。对于风力发电用逆变器多应用于频率不稳的弱电网的情况,引入含有阻尼因子的比例谐振(PR)控制,在系统频率波动范围较大时,也能有效抑制系统频率处的谐振。提出的控制策略在保证系统阻尼的同时,减少了系统损耗,特别适用于大功率低电压应用场合。实验验证了控制策略的正确性和有效性。

双PWM变频器电容电流反馈控制的研究

为了减小双PWM变频器的电容容量和稳定直流母线电压,采用了一种新型的电容电流反馈控制策略。该控制策略的特点是在电流前馈的基础上,直接引入电容电流的反馈控制,使电容电流紧紧跟随给定电容电流的变化,实现电容电流无静差调节。建立仿真模型,结果表明该方案优化了直流母线的动态特性,降低了对电容容量的要求。

提高LCL型并网逆变器鲁棒性的改进型电容电流反馈有源阻尼策略

LCL型并网逆变器采用数字控制时,传统的电容电流反馈有源阻尼将等效为和频率相关的阻抗,且在大于1/6采样频率的频段里,该阻抗将呈负阻尼特性。在弱电网条件下,宽范围时变的电网阻抗将导致LCL谐振频率发生变化,若LCL谐振频率大于1/6采样频率,鲁棒性将受到严重威胁。为了解决上述情况,提出了一种改进型电容电流反馈有源阻尼策略,在电容电流反馈支路中加入相位超前补偿环节,以减小控制延时引起的相位滞后的影响,从而提升有源阻尼的有效阻尼区,并在离散域下对改进后的系统进行分析,最后搭建了单相LCL并网逆变器的仿真模型进行仿真验证。研究结果表明,该策略可使并网逆变器在弱电网下始终具有良好的鲁棒性,并且与已有补偿策略相比,该策略引入了更少的高频谐波,更利于并网逆变器在弱电网下的控制。

电容电压反馈LCL型储能VSG谐振抑制

在微网应用场合,储能虚拟同步发电机(VSG)技术通过控制其交流端口电容电压使新能源发电装置具有与同步机类似的频率和电压支撑能力,提高了微网系统的稳定性。但电容电压反馈会激发LCL型储能VSG滤波电路振荡,引起谐波谐振。在此建立了LCL型储能VSG系统的控制模型,深入分析和揭示了LCL型储能VSG系统的谐振机理,提出一种电容电压比例反馈与电容电压微分有源阻尼组合的谐振抑制策略,无需检测电容电流;对控制参数进行了优化设计,确保系统阻尼等效为正阻,提高系统稳定性。最后通过实验验证了所提谐振抑制策略的有效性。

一种新型开关电容共模反馈电路

本文设计了一种应用于CMOS全差分折叠共源共栅结构运放中的开关电容共模反馈(SC-CMFB)电路。同传统结构的SC-CMFB电路相比,该结构能够使输出共模电平具有零延迟建立的特性,同时,共模反馈电路所需的电容减少了一半,控制时序也相对简单。基于HspiceD对电路进行了仿真验证,结果表明,该结构的共模电平建立时间相对于传统结构缩短了至少六个周期。