STUDY OF HIGH-STABILITY CURRENT REGULATORS FOR CURRENT FROM 0.1A TO 8A

Improving the temperature stability and widening the constant current range are two important problems to be solved in the application of the current regulators. This paper introduces a modular approach for the design of the current regulator with a very wide current range. The test results show that their output current ranges from 0.1A to 8A, with its current temperature coefficient as low as 10-4/℃ to 10-5/℃ and limiting voltage lower than 0.4V.

无线电能传输系统恒流输出控制方法研究

此处提出了一种发射端控制的无线电能传输(WPT)系统输出恒流调节方法。该方法无需在接收端增加传感器和无线通信装置,即可实现对系统输出电流的调节,因此,能够减小接收端体积和重量。首先,建立WPT系统等效电路模型,考虑整流电路等效输入阻抗的电阻和电感分量,推导得到发射端电压/电流与负载电流之间的量化关系;然后,采集发射端并联电容电压有效值和输入直流电流值,并通过逆变器移相控制,实现系统恒流输出;最后,搭建WPT实验台架,实验结果表明:在变负载工况下,恒流控制精度在3%以内,动态调节时间小于200ms,从而实现了负载电流快速、精准的调节。

一种具有高温保护的三段式充电控制电路

锂电池由于寿命长、容量大、质量轻等优点而应用广泛,但过充和高温都有可能对电池造成极大破坏,因此对锂电池的充电保护设计变得尤为关键。基于Cansemi 0.18μm MIXS 5 V工艺,通过多参量共同作用来调节p沟道金属氧化物半导体(PMOS)管栅极电位,以实现涓流、恒流、恒压三段式充电设计。本设计具有高温调节与保护功能,在高温充电环境下,随着温度的升高,充电电流逐渐减小。直至温度达到门限温度,充电回路彻底关闭,避免了锂电池在高温环境下依然保持大电流充电的情况。仿真以及流片测试结果表明所设计电路能实现三段式充电方式,电池能被充至4.185~4.206 V,精度达到±0.4%以内,且能够实现高温控制与保护功能。

基于KT系列芯片的钻孔成像仪探头电路设计

针对钻孔成像仪在小孔径、无自然光钻孔内应用的实际工况环境,进行了钻孔成像仪探头稳压电路、光源驱动电路和灯板电路的需求分析与设计。从实际需求出发,设计了基于KTB8370芯片的稳压电路、基于KTD3113芯片的LED光源驱动电路,同时,考虑到钻孔内无自然光且空间狭小的情况,灯板电路选择了照射范围小,但照射距离远的高亮白色直插型LED作为照明光源。实验室测试及现场试验结果表明,设计的稳压电路与光源驱动电路连续长时间运行无故障,5 V输出电压误差为1.04%,3.3 V输出电压误差为0.88%,灯板工作电流仅为15 mA,电路工作稳定、运行可靠、技术参数符合设计要求;灯板光源照度达到3 196 Lux,满足探头照明需求。经现场试验测试,钻孔内壁及裂隙水清晰可见,表明电路设计与实现符合预期。

基于恒流/恒压方式的锂电池充电保护芯片设计

针对锂电池的充电保护问题,提出了一种基于恒流/恒压充电方式的充电器芯片的设计方法.电路采用电流镜结构为主体,以多控制参数竞争方法对输出PMOS管的栅极进行控制,实现了恒定电流充电、恒定电压充电和高温调节控制模式,以及各模式之间的平稳过渡.芯片采用CSMC公司的0.6μm双层多晶硅双层金属CMOS混合信号模型设计和流片.仿真及测试结果表明,该电路可实现各充电模式及模式之间的平稳过渡,充电完成后电池电压为4.14-4.22 V,满足±1%的精度要求.

大功率恒流源取样电阻设计

针对取样电阻在大功率恒流源中的作用和技术要求,在理论和实验上对取样电阻的设计原则、结构形式和材料选择方法进行了系统分析。对水冷式和自冷式两种结构形式的大功率恒流源取样电阻进行了比较研究,实验结果表明:相比于水冷式取样电阻情形,装配自冷式取样电阻的恒流源主要技术指标得到明显改善,输出电流失稳度降低2/3,纹波系数由2.7%降低到2.3%,使用寿命提高10倍以上。

航天用蓄电池充电调节器的控制系统设计

提出了基于Superbuck电路拓扑的航天用电源控制器(Power Conditioning Unit,PCU)中蓄电池充电调节器(Battery Charge Regulator,BCR)的控制系统设计方法,简述了PCU的基本构成和控制区域划分基本原理,分析了BCR在PCU系统中的运行模式,根据其运行特点,对以4阶Su-perbuck电路为拓扑的BCR进行了建模,给出了占空比控制的多个变量的传递函数表达式,依此设计了三环并列控制的蓄电池充电调节器,并给出了BCR分别在恒压输出,恒流输出,自稳定输入母线工况下的仿真和实验结果,验证了设计的正确性.

电子负载仪的设计

以增强AVR RISC结构的ATmega16控制器为核心,设计并制作了直流电子负载仪。系统通过斜波发生器产生的锯齿波和电流采样信号与控制信号的误差信号作比较产生约20 kHz的PWM波控制MOSFET管工作,然后经过误差放大器的PI调节构成闭环负反馈控制环路,实现恒流。恒阻和恒压模式通过软件实时调节流过MOS管电路的电流实现。实测数据显示,系统恒流模式下精度在1%以内,恒阻与恒功率模式下精度在3%以内。

具有最小电流峰值的电容滤波高频高压并联谐振变流器

建立了一种具有最小电流峰值的电容输出滤波高频高压并联谐振变流器分析设计方法。在保证电路等效输出电压与输入电压相等的条件下,输入电流波形接近矩形波,从而电路具有最小的电流峰值。本文在对电容输出滤波并联谐振电路工作原理分析的基础上,对电路不同工作模态进行了数学描述,并经过进一步分析推导了反映系统特性的表达式和曲线,可用于指导电路参数的设计和系统特性的分析研究。构建了一台24kV/10kW输出的实验样机进行了实验验证,结果表明在现有参数条件下电路具有最小的电流峰值,并且可以通过调整占空比实现全负载范围内的定频稳压功能。

阀控铅酸蓄电池分段恒流充电特性的研究

通过对电动自行车用阀控铅酸(VRLA)蓄电池特性的分析,研究了一种新的充电方法——分段恒流充电法。对首段充电电流及充电电流段数进行了研究,结果表明:采用首段0.5 C充电,4段或5段恒流充电法,可使充电时间缩短到小于150 min,同时电池的循环寿命达到大于250次,与恒压限流充电方式比较,分段恒流充电方式不仅充电时间短,而且电池温升低、失水少、循环寿命提高1倍以上。此外,采用恒流充电法还可以消除由于充电方法不当造成的电池极板硫化,使电池恢复容量。对电池性能衰减机理的研究表明:多段恒流充电能抑制VRLA电池正极板活性物质的软化和负极板活性物质的硫酸盐化。

一种谐振开关电容变换器的再分析与改进

针对一种常见的谐振降压式开关电容直流变换器,使用近似取值方法进行再分析,简化了以往理论分析结果,并指出该电路存在的一些问题。由此提出了一种恒流充电谐振放电工作方式的新式改进电路,在该电路工作的任意时间内,导通的开关器件总处于有电流状态,避免了开关器件的导通电流在时间上分布过于集中,因而降低了电路峰值电流,提高了变换效率。通过推导,得出新改进电路的输出电压、变换效率及谐振平均电流的数学表达式,最后进行了实验验证。理论与实验均表明,新改进电路能在较大范围内进行近似线性的调频方式调压,为高效率谐振式开关电容直流变换器的设计提供了理论依据。

全CMOS三段式锂电池充电器设计

针对锂电池的化学特性,给出了一种全CMOS工艺的锂电池充电IC的设计方案。将锂电池充电过程分为涓流充电、常流充电和常压充电3个过程,并为此设计了3段式的充电结构。同时该充电IC还集成了过流检测、温度控制等电路。实验结果表明,其充电过程符合锂电池的化学特性,有效地提高了芯片的能量效率,降低了芯片功耗,缩短了充电时间。

高稳定性数控恒流源设计

在阻抗的测量过程中,为了提高测量的信噪比,通常需要使用高稳定性的恒流源,同时为了扩展测量的范围,也需要对恒流源进行控制调节,因此本文提出了一种高稳定性数控恒流源的设计方法。本文的恒流源通过对采样电阻端的电压进行差分放大反馈,一方面降低了共模噪声的干扰,提高了反馈精度,另一方面也降低了采样电阻端的热耗,为整个恒流源的长时间稳定性提供了保障,并且通过DAC可以实现对电流的线性调节。经过长时间的测试,该恒流源的输出电流的纹波小于0.1mA,不同电压下理论电流与实际电流误差在千分之一左右,具有较高的稳定性以及高的控制线性度等特点。

基于LabVIEW的高精度电流源设计与实现

将粗调调压器、细调调压器及细调变压器有机结合构成粗细调调压装置,采用LabVIEW软件开发平台编制测试和电流调节程序,配以高精度数据采集卡,设计了自动化程度高的交流电流恒流源,拓展了电流调节范围,大大提高了调节的精度。

高稳定度磁场稳流源综述

针对传统高稳定度磁场稳流源的设计原理、基本性能指标、基本构成以及使用的关键部件,包括基准电压、采样电阻、误差放大器和调整管进行了详细的归纳总结,指出了传统方案中存在的优缺点。最后,根据现阶段能量天平磁场系统稳流源的技术指标提出了一种新型的稳流源设计方案。

电容放电式脉冲励磁电源研究

针对大型直线感应加速器单次工作的特点,研制了一种电容放电式脉冲励磁电源。该电源利用电容器的储能特性,取代常规电源的变压整流滤波部分,先对其以小电流恒流充电,然后再以大电流恒流放电来获得直线感应加速器励磁电流。对这种电源进行了理论分析和模拟计算,模拟结果与实验结果基本一致。实验结果表明:这种电源能够脉冲工作,同时输入功率大幅度降低,在输出电流500 A,持续时间0.3 s时,输入功率400 W,输出功率25 kW,电流稳定度0.2%,谐波小,电流纹波小,所用电容器100块左右(33 mF),经济上也可承受,是一种非常适合直线感应加速器的励磁电源。

基于智能恒压差控制技术的数控直流电流源

基于智能恒压差控制技术的数控直流电流源,结合开关稳压与串联反馈的调整实现高精度、小纹波、低功耗数控直流电流源。系统以P89LPC938单片机为核心控制芯片,采用开关预稳压和串联稳压调整电路构成两级稳压电路,两级间通过PWM智能恒压差控制技术降低功耗。并以ADS1110将输出信号反馈到单片机,形成模拟内环和数字外环的双闭环调节系统。同时使用过流和短路保护电路,提高电路可靠性。

基于STM32的便携式数控直流电源设计

针对传统直流电源存在的缺点,设计了一种基于STM32的便携式数控直流电源,采用转换效率高、外围器件少的集成稳压芯片TPS5430作为功能核心,能够以恒压/恒流两种方式运行。STM32作为控制核心,通过D/A转换器控制恒压源和恒流源的输出,通过A/D转换器测量输出电压和电流并对输出进行软件补偿。该电源采用触摸屏设定并显示输出数值,操作简单、输出稳定、效率高、纹波小、携带方便,可用于学生课堂实验、课下实践活动以及电子系统的测试等领域,具有广泛的应用价值。

PWM斩控式恒流调光电源设计

介绍了一种新型机场助航恒流调光电源的结构、原理及其设计,对其从拓扑结构和控制方案上进行了详尽的阐述,并对数字控制器的实现作以说明。

微机在机场坡度灯控制中的应用

介绍了由恒流调光器、升压变压器、隔离变压器、坡度灯角度控制器等构成的机场坡度灯控制系统。系统恒流调光器以80C196为核心计算摸块，其高速输入/输出作为可控硅相位同步和触发信号，10位A/D转换器作为系统电流电压输入接口。并通过变参数PI数字电流控制器构成电流闭环系统。同时，给出了以80C196汇编语言实现的，根据采样周期进行软启动或变参数PI控制的软件程序框图。