恒流源三侧向电阻率测井模块研制及应用

为进一步提高砂岩型铀矿地层电阻率参数在测井解释中的应用效果,尤其是对泥砂泥交互薄层的精细测量与识别,研究了基于OPA547放大器的恒流源三侧向电阻率测井模块,通过设计以OPA547为恒流激励源的数字激励控制电路,实现了正弦激励信号的恒流输出;设计了正弦检测信号的恒流反馈电路,实现恒流源的负反馈稳定输出;设计了交流电压检测电路,实现了交流信号的低通滤波与信号半波整流;最后,在实验室利用标准刻度器进行了研制模块的系数刻度,且在砂岩型铀矿钻孔进行了实际测井应用对比。经对比分析,研制的恒流源三侧向电阻率测井模块能够与砂岩铀矿综合测井中的其他参数组合使用,输出激励电流可调,对岩性及岩性界面具有较高的识别能力,对于交互薄层、钙质夹层等地层岩性变化的响应显示明显。

液晶汽车仪表LED背光硬件电路分析与设计

为了使液晶汽车仪表的背光灯在受到外界电气干扰的情况下能够保持稳定的输出电流、亮度不发生变化,对已使用的三种汽车仪表LED背光电路进行了研究和分析,提出了一种稳定性较高的硬件电路设计——仪表LED恒流源电路。该电路可通过调节精密电阻值来调节LED背光灯的亮度,设计方案简单、调整电流便捷、成本较低,在液晶汽车仪表市场中具有较高的应用价值。

数字式交流恒流源传导电磁干扰抑制方法

数字式交流恒流源中大量功率开关器件的使用产生了严重的传导电磁干扰(EMI)噪声,为了抑制交流恒流源传导EMI噪声,此处设计了一种基于耦合电感的EMI滤波器。该滤波器由耦合电感模块和差模电容等部分构成,利用耦合电感模块等效出的共模负电容抵消恒流源系统寄生电容,阻断噪声传导路径,抑制交流恒流源输入侧共模噪声,利用等效出的共模正电容与差模电感抑制恒流源输出侧噪声。实验结果表明,该EMI滤波器能显著抑制恒流源输入侧和输出侧的传导EMI噪声,且使用较少的元器件,有效减小了滤波器体积及成本。

一种多波长激光器的多模式驱动研究

介绍了一种多波长半导体激光器驱动系统的设计,该系统采用了压控电流源与PicoLAS模块混合驱动的方法,具有效率高、体积小、电路简单可靠、易于系统集成等优点,为半导体激光器的驱动设计提供了一种选择和参考。

一种空间用高性能恒流源技术

半导体激光器性能优异,目前在空间领域受到了广泛关注,由于其是一种电流敏感型器件,对于驱动电源提出了高性能的要求。这里基于空间应用需求,提出了一种基于三电平Buck变换器的高性能恒流源驱动电源,通过反逻辑控制电路既满足大占空比应用,同时实现软启动功能;采用改进隔离变压器驱动电路实现开关管大占空比隔离驱动;结合2型补偿器的电流内环和PI补偿器的电压外环满足恒流源的稳态精度和动态特性。最后,通过Saber仿真软件和硬件实物样机进行验证,结果表明,该设计方案的恒流源效率可达98.2%,且无上电浪涌电流,证实了该设计的合理性和可行性。

基于模糊PID的智能一体式电解除盐模块的研制

针对现有电解除盐(Electrodeionization,EDI)模块一体化程度低的情况,设计了一款集EDI模块、传感器、可控恒流源模块和主控制器于一体的EDI模块。同时为解决当前EDI工作电流不能随环境水质实时调节的问题,设计了一种基于模糊PID的EDI模块输出电流控制方案,以及基于微控制器片内数模转换器的可调恒流源电路为核心的主控制器硬件电路,对EDI模块输出电流进行智能调整。搭建实验模型对智能一体式EDI和普通EDI进行控制效果对比,实验结果表明:所设计的EDI模块能够实现对产水水质的精确快速控制。

用于TDLAS气体检测的DFB激光器驱动电路设计

分布反馈(DFB)激光器作为可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的常用光源之一,在实际应用中应当同时对驱动电流和温度进行控制,以减小出光质量对气体浓度检测结果的影响。为了解决上述问题,文中设计一种高精度激光器驱动电路。由STM32F103RCT6控制AD9834和DAC8560分别产生正弦波和锯齿波信号,对两个信号输入至OP27GS构成的信号叠加电路进行叠加后,输出至由OP27GS、AD8065和IRF520场效应管组成的具有限流功能的压控恒流源电路,将电压信号转变为激光器的驱动电流;同时采用MAX1978温控芯片对激光器进行温度控制。实际测试结果表明,压控恒流源输出电流的最大误差为0.1%,DFB激光器的温度稳定度为0.072%,温度控制精度优于0.01℃。使用3000 ppm的甲烷标准气体进行吸收测试,通过示波器检测光电探测器和锁相放大器的输出波形,可得到稳定的吸收峰和二次谐波,说明所设计电路满足TDLAS检测技术对于DFB激光器驱动的要求。

一种高效的神经肌肉电刺激系统设计

设计了一种高效的神经肌肉电刺激(Neuromuscular Electrical Stimulation,NMES)系统。NMES的工作原理是利用神经细胞的电兴奋性,通过脉冲电流刺激支配肌肉的神经,从而使肌肉收缩。系统由干电池供电,降压和升压电路采用高效的方案从而来降低功耗,以STM32F4单片机为主控芯片,产生用于控制刺激强度的DAC信号,以及复用开关的控制信号,经过由复用开关、恒流源、H桥组成的复用恒流源电路,产生分时的电流刺激,从而有效降低系统功耗和设备体积。

基于恒流源的增强型GaN动态导通电阻特性研究

动态导通电阻现象会导致GaN器件导通电阻增加,不仅会增大器件通态损耗,还会使器件温升更加显著,是限制GaN器件在高频度变换器中应用的重要因素之一。针对该现象,设计一种基于高速脉冲恒流源的动态导通电阻测试平台,并利用该平台分析了两款不同电压等级器件的导通电阻对断态电压应力、断态电压持续时间以及环境温度的影响。研究结果表明:当断态电压应力增大到两款器件各自额定电压的60%,两款器件的导通电阻分别较各自的标称值变化了15%和25%;断态电压持续时间增至100 s,两款器件的导通电阻分别较各自标称值变化了40%和81%;随着环境温度增大到125℃,两款器件的导通电阻分别较各自的标称值变化了102%和105%。GaN器件动态导通电阻现象较为显著,因此有必要在设计变换器时慎重地考虑GaN器件的工况,以保证在符合系统指标的前提下降低动态导通电阻的影响,从而提高GaN器件的效率。

双能量源纯电动汽车制动能量回收控制策略研究

该文以前轮永磁直流电机驱动的双能量源纯电动汽车为研究对象,以开发合理高效的纯电动汽车制动能量回收系统及设计相应的控制策略为目的,建立了蓄电池、超级电容、双向DC/DC变换器等部件的数学模型,并进行了双能量源系统主回路、恒流恒压双闭环PI控制器设计研究,建立了系统的仿真模型并进行仿真。仿真结果表明,PI控制器可有效实现恒流恒压充放电过程,恒流充电以限制充电电流,当蓄电池达到额定电压或超级电容SOC饱和后再进行恒压充电,实现了保护储能元件并完全充电的目的。

基于CDKF-RBFPID的激光器恒流源控制器

激光器的稳定工作需要一个输出电流精度高和稳定的恒流源控制系统。针对激光器恒流源系统在噪声环境下输出精度差且使用PID算法参数难整定的问题,提出一种基于中心差分卡尔曼滤波(Center Differential Kalman Filter,CDKF)与改进的径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络自适应PID控制相结合的算法CDKF-RBFPID。通过CDKF更新恒流源系统的状态、协方差,从而滤除系统中的状态噪声和测量噪声。利用强化学习Actor-Critic框架调整RBF-PID参数,实现自适应参数调整。对恒流源系统输出电流和激光器输出功率进行对比实验,结果表明:CDKF RBFPID算法能够有效降低噪声对系统的影响,恒流源输出电流精度以及激光器输出功率稳定性进一步提升,其中响应时间缩短了58.3%,稳态误差降低了71.4%,输出电流控制精度达到1%。

基于BUCK恒流电路的LED光源调节控制技术研究

为了提高气溶胶激光雷达(ALD)的测量精准度,设计一套模拟光源来校准ALD的接收系统。将BUCK电路和嵌入式控制系统相结合,提出了一种高准确性、低功耗的ALD校准光源调节控制技术。首先,设计了LED光源的控制系统和LED恒流驱动的控制电路结构;其次,根据继电反馈控制和Ziegler Nichols(Z-N)法设计了LED工作电流的比例、积分和微分(PID)自整定算法;最后,通过实验验证了控制电路具有低功耗、高准确性的特点。

基于压控恒流源检测方式的汽车线束检测系统

针对传统汽车线束导通检测误判率高,线束中存在的电阻、电容等元器件检测不完善的问题,设计了基于压控恒流源检测方式的汽车线束检测系统。采用电流流过被测导线,通过A/D转换检测导线两端的电压对汽车线束进行导通检测,同时采用该方法对导线中存在的电阻、电容元器件进行精准测量,大大提高了导线导通检测的精确度和元器件测量的精准度,经过实际检测,线束导通检测准确率为100%,电阻、电容的实际测量误差小于5%(电阻范围50Ω~200 kΩ,电容范围1 nF~1 000μF),同时设计模拟开关电路,将需要检测的端点切换到恒流源和A/D检测输入端,简化检测电路。

裂纹监测仪恒流源系统设计

设计了一种高稳定的数控式恒流源,以减少电流波动对裂纹电位信号的影响;采用MSP430系列单片机(MCU)作为主控制器,进行系统软硬件设计;以基准电压为参考,结合串联负反馈电路和增量式PID算法对输出电流值进行实时调整。实验结果表明:该恒流源系统电流输出稳定性优于10×10^(-6),裂纹电位信号稳定性较好,满足裂纹监测仪需求。

积分映射法I/F转换电路的设计与实现

针对传统I/F转换电路逻辑复杂、器件性能要求高的情况,设计了一种基于积分映射法的I/F转换电路。将第一级积分电压输入映射电路,积分电压映射到控制芯片TTL标准内,使控制芯片同时实现电压比较、逻辑控制两种功能,取代传统I/F转换电路专用比较和逻辑控制2个分立模块。通过Multism建立仿真模型,验证了所设计电路的功能特性。在常温条件进行电路测试,实验结果表明:所设计的I/F转换电路零位稳定性优于2.14366×10^(-6),线性度达到10个ppm内。

基于STM32的小纹波高精度恒流源系统设计

针对传统恒流源输出稳态误差大的问题,提出一种STM32单片机控制的双路斩波电路恒流方式的数控恒流源设计方案。主控制器应用PID算法不断将采样值与预期值比较修正后经D/A转换输出调整电压,与采样电阻端电压共同驱动SG3525产生两路占空比相同、相位差180°的PWM波驱动双路斩波电路,两路反向变化的脉动电流叠加后输出平稳电流,以此来减小纹波电流,从而提高输出精度。实验结果表明:设定电流可在20~2 000 mA内变化,输出纹波不大于0.20 mA,相对误差最小可达0.011%。系统纹波小、输出精度高,且在不同大小的负载下稳定性良好。

离子色谱仪中柱温箱温度的高精度测量电路设计

抑制柱作为离子色谱仪的核心元件,其具有降低背景电导和提高检测灵敏度的功能。而柱温箱温度波动会影响抑制柱的抑制效果,所以保持柱温箱恒温环境至关重要。针对上述问题,设计了适用于离子色谱仪中柱温箱温度的高精度测量电路,采用比例测量法消除了恒流源对测温的影响;通过恒流源换向技术经三点delta法进行数据处理,有效抑制了热电势和温漂对测温的影响;提出了双∑-ΔADC自适应采集技术,可以快速实现挡位切换。实验结果表明在0~65℃范围内测温精度可达0.03℃,具有一定的工程应用价值。

一种高精度加速度计数字采集电路设计

针对高精度惯性导航装置的需求,设计了一种高精度加速度计数字采集电路。电路采用单恒流源技术降低了电路功耗,采用温度补偿技术提高电路性能,采用FPGA数字集成技术提升电路可靠性。通过对电路的稳定性、线性度、对称性、温度特性等指标的测试,电路稳定性不大于6×10^(-6),线性度和对称性均不大于15×10^(-6),温度系数小于0.5×10^(-6)/℃,该电路性能良好,可满足高精度惯性导航装置工程应用需求。

基于两路Cuk改进电路的恒流源

使用恒流源来驱动LED可得到两路相等的输出电流。提出了基于两路Cuk改进电路的恒流源,分析了其电路结构、工作模态和恒流原理,同时推导了其电压、电流和功率表达式。最后搭建的功率为3 W的样机证明了其恒流理论。结果表明:该恒流源利用Cuk变换电路结构中的中间储能电容元件实现对两路LED输出支路的自动恒流,控制其中一路负载电流实现两路恒流;利用Cuk变换电路的升降压得到各路LED负载所需的电压。