大规模Burst Mode异步控制电路分解与综合

对于现有的Burst Mode异步控制电路综合方法而言,由于在状态归约与赋值阶段需要进行完备的状态空间搜索,面临状态空间爆炸问题,因此仅仅适用于中小规模控制电路。为了提高电路的综合规模,使得Burst Mode异步控制电路走向实用化,提出了一种新的大规模Burst Mode异步控制电路的综合方法:利用Burs tMode状态机所对应有向图的有向回路集合对状态机进行分解,得到相互独立的子状态机;对各子状态机进行调整,采用请求/应答信号实现相应子状态机之间的四段握手通信;设计接口状态机解决相应子状态机之间的仲裁问题。通过实例比较可知,该方法可以大幅度地提高综合规模,降低综合复杂度,减少综合时间。

一种基于Burst-PWM混合控制的LLC谐振变换器宽电压范围输出策略

LLC谐振变换器一般采用脉冲频率调节(PFM)方式控制输出电压,因此在最大开关频率受限的情况下输出电压范围同样会受到限制。该文提出一种基于突发控制-变占空比控制(Burst-PWM)的混合控制模式以实现LLC变换器的宽电压范围输出。首先分析Burst控制与PWM控制应用在LLC变换器中的特性及其不足之处。采用Burst-PWM混合控制时,PWM控制能够减小Burst开通(Burst-on)时段内谐振腔电流峰值,而Burst控制能够在Burst-on时段内为PWM控制下的开关管提供足够的零电压开通(ZVS)电流。这种方式能够保证变换器在宽电压范围内的特性和稳定性。然后采用状态空间轨迹法给出了谐振腔参数优化设计方法以及确定PWM控制下的最小占空比。最终实验证明了分析的正确性以及所述方法的有效性。

基于简化状态轨迹的半桥LCC谐振变换器无噪声Burst模式控制策略

半桥LCC谐振变换器在轻载工作模式下,其高开关频率和谐振腔中较大的无功电流会显著降低变换器的工作效率。Burst模式是一种可有效提高变换器轻载效率的方法。但传统Burst模式会造成谐振腔电压电流剧烈振荡进而增加损耗,甚至引发变压器饱和。该文推导半桥LCC变换器不同模态的简化状态子轨迹。在此基础上,提出半桥LCC变换器的Burst模式简化状态轨迹控制策略。该策略通过控制半桥开关管的开关时间,保证半桥LCC变换器谐振腔无振荡,使变换器稳定可靠地工作在高效率状态。此外,针对极轻载条件下Burst模式的噪声污染问题,该文基于半桥LCC变换器Burst模式的简化状态轨迹,进行能量求解和改进控制,保证半桥LCC变换器Burst模式工作频率在人耳敏感的频带以外,抑制噪声的产生。最后,搭建实验装置对所提出的半桥LCC变换器Burst模式进行实验验证。实验结果证明,上述方法显著提高了半桥LCC变换器的轻载工作效率,消除了谐振腔的剧烈振荡和噪声污染。

非定常等离子体激励对大攻角流动分离控制的数值模拟研究

应用交流电(alternating current,AC)介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)等离子体流动控制由于其结构简单、响应频率快、可实现实时定量控制等优点,正在成为等离子体流动控制技术的重点研究方向。结合基于分离涡模拟(detached eddy simulation,DES)和等离子体唯象体积力模型的方法研究非定常等离子体激励对NACA0015翼型在攻角为20°情况下流动分离控制。结果表明:非定常等离子体激励在高雷诺数、大攻角下对翼型分离具有明显的控制效果,可以达到增升减阻目的,且流动控制效果比定常激励效率更高;非定常等离子体激励流动控制与定常等离子体激励流动控制机理不同,非定常等离子体激励通过促进分离区内速度脉动,对流场产生非定常的干扰,使得分离剪切层提前失稳,增强流场涡结构的掺混,从而抑制流动分离。

高速爆胎工况下的自动驾驶车辆稳定性控制研究

针对高速行驶的车辆爆胎造成的车辆失控等问题,在分析爆胎车辆参数变化的基础上,构建了爆胎车辆模型并设计滑模控制器对爆胎车辆进行控制。针对滑模控制器的参数难整定、收敛缓慢等问题,提出基于加速因子的粒子群滑模控制算法,控制车辆在爆胎后尽快行驶至应急车道并保持稳定状态。分别在80 km/h和120 km/h行驶速度下设置转弯和直行车辆的爆胎仿真实验,结果表明,与无控制相比,改进的粒子群滑模控制策略能将横向偏差控制在2.5 m的安全距离以内,横摆角速度变化率峰值分别减少80%、71%、78%。相比滑模控制器,改进的粒子群滑模控制器在保证车辆平稳行驶的同时,显著提高了爆胎车辆安全性。

AHB直流变换器的ZVS原理分析与控制

针对一种小功率的不对称半桥AHB直流变换器。利用其变压器励磁电流实现开关管零电压开关ZVS,采用同步整流控制和突发模式控制技术,可以有效地提高变频器的效率和减少待机功耗。

高效率PWM DC/DC转换器的设计

采用同步整流技术和轻负载条件下的自动突发模式,设计一种高效率PWMDC/DC转换器.将该转换器用于一个输出电压为3.3V的升压型开关电源系统中,HSPICE仿真结果表明,该转换器在轻、重负载时都具有高的效率,最高可达92.78%。

155Mb/s突发式光发射和接收模块的研究与开发

分析了实现对 APON系统上行信号的突发式光发射和突发式光接收的关键技术 ,提出了开发适合于 1 5 5 Mb/s数据速率的突发式光发射模块和突发式光接收模块的实现方法 .发射模块采用了峰值检测技术 ,突发模式接收机采用了直流耦合和阈值复位式接收方式 ,并解决 1 5 5 Mb/s高速 APON系统中接收端的快速同步问题 ,实现了第一个比特恢复数据 .

大功率适配器的快速负载动态响应控制与设计

为改善一种大功率笔记本电脑适配器的负载动态响应速度,本文分析研究了该适配器的电路工作原理和控制方法,并对原有的控制电路进行了设计改进。试验与测量结果表明:改进后的适配器负载动态响应速度快、输出电压变化量小,满足适配器的设计标准。

基于预瞄时间自适应的爆胎车辆横向控制

针对汽车在高速行驶过程中突然爆胎极易引发严重交通事故的问题,文章提出一种基于预瞄时间自适应的爆胎车辆横向控制方法。在单点预瞄驾驶员模型的基础上,提出一种预瞄时间自适应算法,通过预测未来一段时间内不同预瞄时间的车辆运行状况,将道路边界约束添加为约束条件设计优化函数,选取合适的预瞄时间,提高车辆的行驶稳定性;采用滑模控制理论设计主动转向控制器,根据爆胎前、后横摆角速度偏差对车辆前轮转角进行补偿,以解决爆胎导致的车辆横向偏航问题。在CarSim与Simulink联合仿真平台下进行的仿真验证结果表明,该文提出的控制方法可以使爆胎车辆基本保持在原路径上行驶,有效提高了车辆的稳定性和安全性。

一类忆阻神经元的电活动多模振荡及Hamilton能量反馈控制

根据法拉第电磁感应定律,在离子穿越细胞膜或者在外界电磁辐射下,细胞内外的电生理环境会产生电磁感应效应,继而会影响神经元的电活动行为.基于此,本文考虑电磁感应影响下的Hindmarsh-Rose (HR)神经元模型,研究了其混合模式振荡放电特征,并设计一个Hamilton能量反馈控制器,将其控制到不同的周期簇放电状态.首先,通过理论分析发现磁通HR神经元系统的Hopf分岔使其平衡点的稳定性发生了改变,并产生极限环,进而研究了Hopf分岔点附近膜电压的放电特征.基于双参数数值仿真发现该系统具有丰富的分岔结构,在不同的参数平面上存在倍周期分岔、伴有混沌的加周期分岔、无混沌的加周期分岔以及共存的混合模式振荡.最后,为了有效控制膜电压的混合模式振荡,利用亥姆霍兹理论计算出磁通HR神经元系统的Hamilton能量函数并设计Hamilton能量反馈控制器,通过数值仿真分析了膜电压在不同反馈增益下的簇放电状态,发现该控制器能够有效地控制膜电压到不同的周期簇放电模式.本文的研究结果为探究电磁感应下神经元的分岔结构及其能量控制领域提供了有用的理论支撑.

L-LLC谐振型双向DC-DC变换器轻载优化控制策略研究

新型L-LLC谐振型双向DC-DC变换器具有隔离、高效等特点,采用轻载下的间歇工作模式是当前提升变换器轻载效率的一种有效手段。该文提出一种在定间歇开通时间内,通过优化该时段内的脉冲宽度来提高轻载效率的三脉冲间歇控制策略。基于时域分析,精确预测出间歇开通阶段第一个脉冲宽度,使变换器在最短时间内达到稳态最高效率点,其后两个脉冲均工作在谐振频率点上,并通过改变间歇闭锁时间以适应间歇阶段负载的变化。该间歇控制策略无需测量谐振电容电压,简化了电路,在提高变换器轻载效率的同时可使输出电压纹波最小。搭建了一台760V/380V/6kW实验样机,实验结果验证了所提三脉冲间歇控制策略的正确性和有效性。

Class-E谐振变换器的待机控制设计

待机控制是目前国内外电力电子行业研究的热点之一。PWM型变换器的待机控制技术已较为成熟,而对谐振型变换器待机控制的研究却较少。针对Class-E谐振变换器在小功率充电领域的应用,提出了适用的待机控制设计方法。通过采用间歇式待机控制模式、低功耗辅助电源电路和低功耗控制芯片,使变换器的待机功耗降到了0.3W以下,达到了业界0.3W的待机功耗要求。同时在交流90～265V的全范围输入时,变换器的输出电压脉动都小于5%。

APON系统中155Mb/s突发式光发射模块的研究

介绍了宽带接入APON系统中155Mb/s突发式光发射模块的设计和测试结果,通过采用峰值检测的自动功率控制技术,成功地实现了半导体激光器(LD)做光源发出突发光信号.

半桥LLC谐振倍压变换器的混合式控制策略

为了提升LLC谐振倍压变换器在全负载范围内的效率,提出了一种采用频率调制(FM)模式和burst模式的混合式控制策略。变换器满载工作时采用FM控制以获得较高的效率,当负载较轻时采用burst模式以减小轻载条件下的损耗。分析了混合式控制策略的工作模式和实现方法,采用谐振电流参与控制的方法实现了burst期间内开关管的零电压开关,通过减小burst模式的周期降低了输出纹波的幅度。实验结果证明了所提混合式控制策略的可行性,变换器在各工作状态下均能达到较高的效率。

一种用于APON系统的突发式光发射模块

研制了一种适用于APON系统的155Mb/s突发式光发射模块,选用朗讯公司LUBLD155作为激光器驱动芯片,通过采用峰值检测的自动功率控制技术控制发射模块的输出光功率。测试结果显示该模块的各项性能指标都完全能够满足APON系统的要求,眼图张开度稳定。

以太无源光网络突发模式接收机的研制

研究与设计的1.25Gb/s以太无源光网络的突发式接收模块采用共栅共源结构的前置放大器,使输入级的电容接近场效应管的固有电容,提高了电路的带宽,降低了输入级的噪声,提高了接收模块的灵敏度.同时采用由顶端电压保持电路和底端电压保持电路组成的自动门限控制电路,使限幅放大器的放大信号为门限电压与信号电压的差,极大地提高了接收模块的动态范围.

DC-10 Mbit/s突发模式非均衡码光接收机

设计了一种直接数字输出的DC-10 Mbit/s非均衡码突发信号光接收机,并采用0.5μmCMOS工艺成功实现.该接收机根据突发非均衡码的特点,以峰值检测为基础,采用全直流耦合,设计了新型开关自动增益控制电路和复位控制逻辑电路,实现了灵敏度和动态范围的优化.整个系统具有高响应速度,可消除突发导致的比特丢失.测试结果表明,当速率为10Mbit/s和600bit/s时,该接收机可分别获得优于-30dBm和-36dBm的灵敏度及宽于30dB的动态范围.对于连续"0"信号和无信号状态,该接收机提供可编程时间的报警指示功能.整个接收机采用5V单电源供电,功耗仅为30mW.

双环功率控制的突发模式激光驱动器

设计了一款应用于无源光网络(PON)的突发模式激光驱动器及其双环功率控制电路。提出一种电荷补偿和动态偏置电路,减小了激光驱动器电流上升和下降时间,提高了输出电流能力;提出一种双环功率控制的反馈电路,解决了平均功率和消光比随温度变化的问题。基于0.18μm RF CMOS工艺完成流片,激光驱动器芯片面积为1 600μm×800μm。测试结果表明,激光驱动器的输出偏置电流和调制电流分别可达90 m A。激光驱动器突发响应开启时间小于2 ns,关断时间小于1 ns,发送数据速率高达2.5 Gbit/s,抖动大小为41 ps。激光驱动器输出平均光功率稳定性为±0.26 d B,消光比稳定性为±1 d B。该激光驱动器满足了PON系统对激光器的输出功率和稳定性要求。

三山岛金矿海底开采F_1断裂防突结构可能的破坏形式分析

不同矿山具有不同的突水形式和突水机制,对于完全位于海底之下的三山岛金矿新立海底矿区,其水文地质条件、围岩力学属性、矿体形态及其与断层的相对位置决定了其突水机制不同于其他矿山尤其是煤矿常见的突水机制。新立矿区防突结构可能的破坏形式与矿体顶部第四系黏土隔水层以及F_1断裂带断层泥隔水带紧密相关,顶板隔离层破断突水和F_1的滑动突水是目前可能的突水模式。针对海底矿床开采特有的水文地质结构,在阐明防突结构本质属性的基础上,采用数值模拟手段,分析了不同开采工况下F_1断裂防突结构可能的破坏形式。模拟结果表明,当开采规模不大时,F_1断层滑动范围仅局限在采空区附近,对顶板隔离层部位F_1不会产生影响;但随着海底开采规模的扩大,顶板隔离层部位的F_1最终会产生滑动。