一种适用于生物电信号处理的全集成五阶Gm-C低通滤波器

传统的Gm-C滤波器OTA输入晶体管大多工作在饱和区,存在输入动态范围较小和跨导值较大等不足,难以满足生物医学电信号处理滤波器所要求的超低截止频率、低功耗与大输入动态范围等要求,采用将输入晶体管钳位到线性工作区的方法,设计了跨导线性可调的OTA以提高滤波器能够处理的信号幅度。并应用该OTA综合了一种五阶Gm-C超低频低通滤波器。仿真结果表明,该滤波器在1.8 V电源,800 m Vpp输入条件下实现了283 Hz的超低低通角频率,-6.4 d B的带内增益,51 d B的三次谐波失真,功耗仅为22μW,适用于可穿戴式生物医学电信号读取电路。

高频OTA-C梯形结构低通滤波器的设计

给出一种基于线性变换技术及网络传输方程设计的高频运算传输电导放大器—电容(OTA_C)的梯形结构低通滤波器的方法 ,归纳了四个基本节的OTA_C的实现及链接条件 ,该方法可用于设计最平幅度及契比雪夫低通滤波器 ,其特点有 :n阶低通滤波器仅需要n+ 2个OTA元件和n个电容 ;所有OTA元件具有相同的传输电导 ;所有电容都一端接地 .最后给出的一个 5阶契比雪夫低通滤波器的设计实例及PSPICE模拟结果 ,证实了该方法的正确性 .

窄带LC带通滤波器的设计与实现

为适应现代舰载电子战设备对低频滤波器的严格要求,通过对传统带通滤波器的结构进行适当的网络变换,得到了一种可靠的电路结构。该结构将原有集总参数带通网络的电路元件参数值转化成常见量值,同时最大程度地吸收了集总元件的寄生参数,使滤波器的性能更加稳定。测试结果表明:采用该结构的滤波器具有很窄的带宽、较高的阻带抑制度以及优良的电压反射系数等性能。

大功率射频Si-VDMOS功率晶体管研制

介绍了大功率射频硅-垂直双扩散金属氧化物场效应晶体管(Si-VDMOS)的研制结果,采用栅分离降低反馈电容技术、多子胞降低源极电感技术等,从芯片原理着手,比较分析两种芯片结构设计对反馈电容的影响,以及两种布局引线对源极电感的影响,并研制出了百瓦级以上大功率射频Si-VDMOS功率晶体管系列产品。产品主要性能如下:在工作电压28 V及连续波下,采用8胞合成时,225 MHz输出功率达200 W以上,500 MHz输出功率达150 W以上;进一步增加子胞数量,采用12胞合成时,225 MHz输出功率达300 W以上,同时具备良好的增益及效率特性,与国外大功率射频Si-VDMOS功率晶体管的产品参数相比,达到了同类产品水平。

一种高线性低功耗基带G_m-C滤波器

介绍了一种应用于无线局域网(WLAN)收发机系统的跨导-电容(Gm-C)低通滤波器,该电路可工作于低电压,并且具有高线性度。该射频发射器中的滤波器采用截止频率为9.9MHz的3阶切比雪夫低通滤波器,在30 MHz频率处的阻带衰减达到30.5dB。由于采用跨导线性环技术,滤波器工作于1.2V电源电压时,IIP3可达13.5dBm。电路采用0.13μm CMOS工艺实现,滤波器芯片尺寸为0.52mm×0.17mm,消耗电流3.76mA。

压电陶瓷换能器电感与电容匹配特性研究

采用等效电路法,推导了不同匹配条件下压电换能器军效阻抗与匹配参数公式,并获得了换能器的最佳电路匹配参数.结果表明,利用所得高效公式,可精确计算出最佳匹配参数,从而有效提高压电换能器的机电转换效率。

一种用于电磁发射的电感电容混合型储能脉冲电源

为探索电感储能脉冲电源用于电磁发射的可行性,研究了电感电容混合型meatgrinder脉冲电源电路.分析了带轨道炮负载的这种混合储能型脉冲电源系统的工作原理,结合仿真,研究了电源模块中电感、耦合系数和电容等参数对系统性能的影响,讨论了多个电源模块的并联运行问题.通过合理设计电源电路参数,这种脉冲电源电路用于轨道炮的发射是可行的,并且通过多模块的并联运行可以获得理想的脉冲电流波形和更高的系统能量转换效率.

一种小型化双层拓扑的低通LC滤波器

为了实现低通滤波器的轻量化和高效率,设计了一种双层拓扑结构的LC低通滤波器。通过优化设计电感、电容元件的排列方式,选取双层结构来合理布局LC电子元器件,该低通滤波器在整个宽频带条件下达到了优良的工作指标。实验结果表明,该设计方式可以显著提高低通滤波器中电路的工作效率,100 MHz~4000 MHz,低通滤波器工作良好,截止频率为800 MHz,其插损小于1.5 dB;大于800 MHz时,带外抑制大于20 dB。同时,该滤波器采取双层结构,在上下两面放置LC电子元件,使得该滤波器相较于传统的单层板结构,其所占体积较小,适用于对空间体积有严格要求的环境。系统测试实验表明滤波器达到了较好的频率特性。本设计简单、成本低廉,具有较优越的性能指标,且具有较小体积的显著优势,有着非常好的推广应用价值。

基于电感-电容滤波电路的高速单光子探测器

利用电感电容（LC）低通滤波电路及InGaAs/InP雪崩二极管（APD）研制了200 MHz工作频率的近红外高速单光子探测器，LC低通滤波器采用简单的7阶椭圆函数滤波电路设计，探测器驱动采用脉冲门控电路及880 MHz、175 MHz低通滤波电路。在-40 ℃工作条件下，探测器探测效率、暗计数率、后脉冲概率典型值分别为11.8%、2.22×10^-6/gate、1.89%。探测效率为10%时，随工作温度升高，探测器暗计数率增大，后脉冲概率则减小。在保证工作温度及门控幅值不变的条件下，随着APD反向直流偏压的升高，探测效率逐渐增大并趋于一个定值，而暗计数率及后脉冲概率则持续增大。采用相同的滤波器组合及正弦门控也可获得性能良好的1 GHz单光子探测器，在-40 ℃工作条件下，探测器探测效率、暗计数率、后脉冲概率典型值分别为11%、1.9×10^-6/gate、1.48%。

基于PFC变换器的非线性电感的设计研究

铁粉芯电感由于其高频损耗较低、饱和磁密高、气隙分布均匀等优点,在功率因数校正场合得到了广泛应用,但其非线性特性,也给电感的分析与设计带来了一定的困难。本文结合一台Boost PFC变换器,从纹波电流入手,给出了非线性电感的设计,并由此反推出磁芯选择依据的物理原理。为明确不同情况下电感的工作点,着重分析了该变换器中电感纹波电流与输入电压的关系。最后,利用回转器-电容仿真模型对电感进行建模,通过仿真和实验,证明了所建仿真模型和纹波电流分析结果的正确性。

大电感的检测方法

文章将对大电感的检测归结为对L、r、C串联-并联电路的检测。介绍了利用现代的LCR测量仪检测方法。

单片集成直流-直流转换器的效率提高方法

采用SMIC 0.13μm CMOS工艺,设计实现了开关频率达到250 MHz,单片集成的降压型电源转换器。为了提高电源转换效率,该转换器中的片上电感采用非对称性设计方法,提高了电感的品质因数。采用了高密度片上滤波电容来稳定输出电压,同时对单位电容尺寸的优化设计减小了电容的等效串联电阻以及输出电压纹波。测试结果表明,芯片输入电压为3.3 V,当输出2.5 V电压时,峰值效率达到了80%,最大输出电流达到270 mA;当输出1.8 V电压时,峰值效率达到了70%,最大输出电流达到400 mA。

基于三相三绕组等效网络的变压器绕组扫频阻抗特性研究

扫频阻抗法在电力变压器绕组变形诊断领域被广泛应用。目前,多基于绕组的简化模型对其进行仿真研究,无法研究变形发生于不同绕组时,扫频阻抗曲线的变化情况。本文针对三相三绕组变压器,建立其完整的三相三绕组等效电阻-电感-电容(RLC)参数模型及简化的单相三绕组RLC参数模型。通过分析上述两个模型的高对中扫频阻抗曲线,发现简化RLC参数模型包含的绕组机械状态信息并不完整。最后,基于完整的三相三绕组模型,研究不同绕组发生短路故障时扫频阻抗曲线的变化趋势并计算其相关系数,分析不同绕组故障对扫频阻抗曲线的影响程度。

并网逆变器中数字控制延时对系统稳定性的影响及其优化设计

数字控制系统中不可避免地存在延时,而延时环节会改变系统的相位特性,影响系统稳定性。文中以逆变侧电感单电流环控制为例,在模拟域和数字域下分析了系统的稳定性,系统地研究了数字控制系统中的延时时间对稳定性的影响,在此基础上,详细分析了保持系统稳定的延时时间范围。并从改善系统稳定性的角度,提出了一种数字控制延时的优化设计与延时调整方法。在一台并网逆变器上进行实验,试验结果验证了分析的正确性和所提出方法的有效性。

副边电压应力最小化的LLC谐振型变换器拓扑

提出一种副边电压应力最小化的LLC谐振变流器拓扑,该拓扑除了具有传统LLC谐振变流器拓扑原边开关容易实现全范围的ZVS、副边二极管容易实现ZCS、谐振电感和变压器容易实现磁集成、宽范围等优点外还具有副边二极管的电压应力以及副边电容的电压应力均为输出电压的一半的优点。所以该拓扑非常适合应用于高压输出的直流电源中。文中详细分析了该变流器的演化过程、工作原理和关键参数的设计方法。最后以一个1100W的实验样机验证了该拓扑的可靠性和实用性。样机的满载效率达到96％以上。

磁集成双频DC/DC变换器

基本双频DC/DC变换器是一种新型的高效变换器拓扑,但是其包含一个高频的小电感和一个低频的大电感,导致变换器的体积和重量较大。本文提出了一种新型的磁集成双频变换器,通过磁集成技术来集成两个工作于不同频率的电感,使磁件的体积和重量得到减小,成本也得到降低。用回转器-电容模型建立了集成电感的等效模型,对集成电感进行了仿真分析,最后通过实验验证了理论分析的正确性。

LCL型并网逆变器自适应谐振抑制

针对弱电网时在电流控制器前向通路串联陷波器的电感-电容-电感(LCL)型并网逆变器谐振抑制方法可能失效的问题,提出采用自适应陷波器的新方法.通过对基于陷波器的有源阻尼方法机理研究,得到该方法的实质是实现传递函数的零极点对消,提出采用在线检测系统谐振频率的方法实时修正陷波器的陷波频率.为了简化数字运算,将陷波器改进为可独立配置零极点的双二阶滤波器,根据所测系统的谐振频率修正PI控制器的比例系数,以保证系统的带宽及稳定性.实验证明,采用所提方案可以有效地提高LCL滤波并网逆变器的弱网适应性.

一种兆赫兹级频率范围多相谐振电压整流模块的新颖控制策略

采用交错并联结构多相谐振型拓扑的DC-DC变流器具有更快的瞬态响应和更高的功率密度,因而非常适合作为电压整流模块(voltage regulator module,VRM)而为新一代微处理器提供电源,从而满足其飞速增长的高动态和高效率要求。为了解决交错并联结构多相谐振型VRM变流器在实际运用中遇到的控制难题,该文提出了一种新颖的控制策略思路。在任意情况下,该策略均能实现每一相驱动信号的频率自动跟踪一个中心频率而变化,并保持和该中心频率的相位角固定不变,从而在电路构造简单和低成本的优势下实现多相信号的调制。同时,该控制策略还具有极佳的可扩展性,易于构造成为任意相数从而配合主电路拓扑的需要。该文在给出了详细分析设计思路后,用频率高达1.1MHz的实验结果和实际样机数据及波形验证了所提控制策略的有效性和实用性。因此,该新颖的控制策略非常有利于多相交错并联结构的谐振型VRM在新一代微处理器架构中的实际应用。

非自治约瑟夫森结阵列的耦合同步研究

针对电阻-电容-电感分路的约瑟夫森结耦合的阵列,当驱动电流的相位差为零时,分析了对称振子之间完全同步流形及其稳定性.当相位差不为零时,计算了误差系统随相位差变化的分岔图和李雅普诺夫指数曲线,发现相位差破坏了振子对之间的完全同步,但却可以抑制系统中的混沌.理论上讨论了约瑟夫森结阵列中延迟同步的存在性,发现距离较远的振子对之间的延迟同步化程度较高,而振子数较少的阵列中无法建立延迟同步,同时还得到了同步建立时的延迟时间与驱动电流相位差之间满足的关系式.

复合谐振型双向全桥DC/DC变换器

针对传统的谐振型双向全桥DC/DC变换器在能量反向推送时开关管的电流应力激增的缺点,提出了一种新型的LCL复合谐振型双向全桥DC/DC变换器,保证了能量正反向推送时开关管的电流应力均保持较低水平。阐述了谐振变换器的工作原理,建立了变换器的交流阻抗模型,在此基础上给出了变换器的参数设计方法,并通过能量注入及自由振荡控制策略实现了变换器的输出控制。通过实验结果验证了该控制策略的可行性。