1.5V低功耗Rail-to-RailCMOS运算放大器

基于2μm标准P阱CMOS工艺,实现了一种1.5V低功耗Rrail-to-RailCMOS运算放大器。本运算放大器采用两对跨导器作rail-to-rail输入级,并运用电流折叠电路技术,将最低电源电压降到VT+3VDS,sat。运放同时采用一种适合于低电压要求的对称AB类推挽电路作rail-to-rail输出级,获得了高驱动能力和低谐波失真。芯片测试结果表明,在100pF负载电容和1K负载电阻并联条件下,运放的静态功耗只有270μW,开环电压增益,单位增益带宽和相位裕度分别达到了70dB,2.2MHz和60°。

高频低压Rail-to-Rail CMOS功率输出级

提出了一种结构简单的Rail-to-Rail CMOS输出级,采用0.25μm工艺,用SPECTRE对其进行了仿 真:供电为3.3 V单电源,在频率为10M Hz时,其输出阻抗为0.8 Ω,静态功耗为20 mw;当输入正弦信号的频 率为10M Hz,峰-峰值为2.7 V,所接负载为50 Ω时,其输出失真小于-53 dB;它可以工作在50M Hz以上.

一种Rail-to-Rail运算放大器设计

基于SMIC 0.18μm CMOS混合信号工艺设计了一种低功耗轨对轨运算放大器,并用Spectre仿真器对运放的各种性能参数进行了仿真。运放采用3.3V电源,输入共模电压和输出摆幅均达到了轨对轨,输入级跨导在整个输入共模电压范围内仅变化15%,直流开环增益为99dB,单位增益带宽为3.2MHz,相位裕度为59°(10pF负载电容),功耗为0.55mW。

一种低电压低功耗Rail-to-Rail CMOS运算放大器的设计

基于2μm CMOS工艺,设计实现了一种2.4 V低功耗带有恒跨导输入级的Rail-to-Rail CMOS运算放大器。采用尾电流溢出控制的互补差分输入级和对称AB类推挽结构的输出级,实现了满电源幅度的输入输出和恒输入跨导;运用折叠共源共栅结构作为中间增益级,实现电流求和放大。整个电路在2.4 V的单电源供电下进行仿真,直流开环增益为76.5 dB,相位裕度为67.6,单位增益带宽为1.85 MHz。

基于Power图的高铁建设对城市空间格局研究

Power图的生成元不再是点而是power球,即到给定两power球距离相等的面为超平面。一般图形Power图在地理信息系统及城市规划等方面有着重要应用,如行政区域的划分,边界的管辖区,资源有效利用的划分,交通道路规划、快递服务辐射范围等等。现仅以京沈高铁建设对城市空间格局分区为例,应用离散构造法生成其一般图形Power图,对其控制区域和覆盖状况进行简要分析。

一种低压低功耗Rail-to-Rail运算放大器的设计

基于TSMC 0.18μm互补型金属氧化物半导体(CMOS)工艺,设计了一种2 V低功耗恒定跨导Rail-to-Rail运算放大器。该运算放大器的输入级采用并行N沟道和P沟道差分输入级,实现了Rail-to-Rail的共模输入范围;为使输入跨导在整个共模输入范围内基本恒定,采用三倍电流镜技术;输出级采用带有Cascode米勒补偿的AB类输出控制电路。在Cadence Spectre环境下仿真后的结果显示:直流增益为91 dB,相位裕度为84.5°,单位增益带宽为9.4MHz,功耗为0.2 mW,适合应用在各种低压低功耗场合。

Comparison of Three Modes of AT-fed Traction Power Networks

The features of three modes of AT-fed traction power networks (TPNs) have been briefly described in the existing literature, which is not adequate yet. In this paper, these three modes of TPNs are compared mainly on TPN capacity, transformer capacity, rail potential and voltage level, etc., and conclusions are drawn.

城市轨道交通轨面短波不平顺谱实测研究

针对城市轨道交通诱发的振动噪声问题,对轨面短波不平顺进行研究.首先,对上海市轨道交通线路轨面短波不平顺实测数据进行零均值化、剔除异常值、消除趋势项等预处理.其次,利用改进的协方差法计算得到轨面短波不平顺功率谱,分析轨道类型、曲线半径及钢轨接头对轨面短波不平顺功率谱分布规律的影响.然后,基于非线性最小二乘法对轨面短波不平顺谱进行拟合.最后,提出我国城市轨道交通轨面短波不平顺统计谱表达式.研究结果表明:直线段接头区轨面短波不平顺功率谱密度曲线在整个分析波长范围内具有较多特征峰值;直线段接头区上、下行短波不平顺功率谱密度值随波长的分布特征和数值相差不大,说明上、下行的轨面不平顺状态基本相同;钢轨的磨耗程度与曲线半径呈负相关,内、外轨面不平顺功率谱密度的差异随曲线半径的增大而减小,曲线半径是影响轨面不平顺状态的主要因素之一;线路类型对轨面短波不平顺功率谱的影响不大,不同曲线半径、焊接接头影响明显,在对轨道进行维护和养护时需关注小曲线半径区段以及焊接接头区段的不平顺状态.

基于Simulink/MATLAB的实际地铁线路供电系统短路试验仿真分析

直流牵引供电系统在城市轨道交通中扮演着关键角色,其安全可靠的运行对整个城市轨道交通系统的运行至关重要。该文首先介绍地铁牵引供电系统的结构和功能,并建立地铁外部交流电源、整流机组和牵引网络的仿真模型。该仿真模型根据实际地铁牵引供电系统的结构和参数进行构建,旨在研究不同短路情况下的短路特性,包括电源出口短路、近距离短路和远距离短路。通过评估供电系统在短路故障下的稳定性和可靠性,得出若干研究结果。这些结果为地铁供电系统选择合适的一次设备提供理论依据,有助于确保城市轨道交通供电系统的稳定性和可靠性。

冲击响应特性在轨地过渡电阻检测中的应用

[目的]城市轨道交通线路杂散电流的危害越来越不容忽视。杂散电流不易检测,轨地过渡电阻的大小是影响杂散电流最关键的因素,因此,通过检测轨地过渡电阻的大小来判断杂散电流的影响程度,是治理杂散电流的有效方法。[方法]基于EMTP(电磁暂态程序)软件,搭建了轨道电路分布参数仿真模型。采用单一控制变量法,分别得到了分布电容、分布电感、钢轨纵向电阻、轨地过渡电阻对冲击阻抗时变特性曲线的影响规律。提出利用冲击阻抗时变比值曲线来判断轨地过渡电阻是否符合要求的方法,并对成都某条城市轨道交通线路进行了实际测量,对该方法进行了验证。[结果及结论]7~20μs时间段内,仅轨地过渡电阻1个参数对冲击阻抗时变特性造成影响。可利用此特征下的冲击阻抗时变特性来反映轨地过渡电阻情况,并对轨地过渡电阻值是否满足规范要求进行有效判断。实测结果表明,该检测方法具有可行性和实用性。

上海轨道交通崇明线牵引供电制式方案研究

[目的]为了解决传统采用钢轨回流的直流牵引供电系统存在杂散电流腐蚀、直流供电距离受限等问题。[方法]对国内外主要城市轨道交通AC 25 kV/50 Hz牵引供电制式和直流牵引供电制式的应用情况、技术特点、适用性等指标进行对比分析后,结合上海轨道交通崇明线工程的特殊性,提出采用DC 1500 V架空接触网+负极专用回流轨的牵引供电方式;针对在越江段隧道内是否设置牵引变电所设计了两种供电方案,仿真计算了两种方案下供电系统供电能力达到24对/h时牵引网最低电压、整流机组功率和牵引变电所有效电流等指标,并进行了比较分析。[结果及结论]采用负极专用回流轨的直流牵引供电制式可从根本上杜绝杂散电流的产生及其对周边管线的腐蚀;在长距离越江区段设置牵引变电所方案与牵引直流设备“双套配置”方案相比,前者的供电可靠性和供电能力更具优势。

城市轨道交通供电设备智能运维管控系统开发与应用研究

本文就城市轨道交通供电设备智能运维管控系统的开发与应用进行了全面系统的探讨,旨在通过实证分析验证系统的应用效果和实际效益,以期为城市轨道交通供电系统的智能化管理提供理论依据和实践指导。

钢轨短波波磨对轨道振动俘能器发电性能的影响规律研究

以轮轨摩擦自激振动理论和轨面不平顺反馈振动理论为基础,结合钢轨波磨与轨道振动能量回收两个研究方向,通过建立考虑钢轨波磨的“车轮-钢轨-吸振器”振动分析模型与轨道振动俘能器分析模型,研究了不同波深与波长的钢轨短波波磨对轨道振动俘能器的输出功率的影响规律。分析结果显示,波磨深度的增大会导致轮轨接触力和轨面垂向加速度的振幅增大,但不会影响钢轨的主振频率。波磨波长的增大会导致轮轨接触力和轨面垂向加速度的振幅先增大后减小,钢轨的主振频率随波磨波长的增大而减小。轨道振动俘能器的输出功率会受到波磨深度和波长的影响,表现为波长不变时,波深增加,俘能器的输出功率提高。波深不变时,波长增加,俘能器的输出功率先增大后减小,但仍大于光滑轨道上俘能器的输出功率,并且,采用小波包分解方法得到小波包能量值与波磨波长几乎呈线性关系。上述分析结果表明,该轨道振动俘能器在高效回收轨道振动能量的条件下,能有效地监测钢轨波磨的产生过程和预测钢轨波磨的近似波长。

基于GOOSE通信的城市轨道交通直流牵引供电系统双边联跳与自愈方案

[目的]城市轨道交通直流牵引供电系统的结构复杂且无备用,一旦故障将直接引发停车事故。针对传统牵引供电系统双边联跳方案在实际工程中暴露出的不足,以及直流牵引供电系统智能化程度较低的现状,需研究出利用智能化手段提高直流牵引供电系统双边联跳可靠性的方案。[方法]提出了一种基于GOOSE(面向通用对象的变电站事件)通信的直流牵引供电系统双边联跳与自愈方案。该方案在直流牵引供电系统内构建了GOOSE过程层通信网络,通过牵引变电所内及牵引变电所间各类信息的快速实时交换实现了直流牵引供电系统的双边联跳与自愈重构。对所提出的方案进行了实验室模拟与现场验证。[结果及结论]基于GOOSE通信的城市轨道交通直流牵引供电系统双边联跳与自愈方案具有更高的可靠性与实时性,且方案智能化程度较高,可进行推广应用。

城市轨道交通牵引供电系统专用轨回流技术综述

近年来,为彻底解决城市轨道交通直流供电制式下杂散电流的泄漏问题,开始应用专用轨回流技术。为充分了解专用轨回流方式给城市轨道交通建设带来的变化和影响,文章首先采用对比的方法,分别从供电系统组成、牵引所间距、接地方式、接地保护、列车检修静调、限界、车辆和轨道设计几个方面与走行轨回流方式进行比较;其次,针对目前几种专用轨电分段原则的特点对其进行比对,得出专用轨只有在与折返小交路电分段对齐设置分段时对运营维护将更有利的结论;再次,针对存在多条线大架修共享同一车辆基地,不同回流方式线路间存在跨线运行的情况,简述回流方式转换段设置的工程应用案例;最后,展望未来专用轨回流技术在城市轨道交通牵引供电系统的发展方向。

基于双掩码技术的抗功耗攻击CMOS电路设计

为增强现有差分传输管预充电逻辑(differential pass-transistor pre-charge logic,DP^(2)L)电路结构的抗功耗攻击性能,设计并开发了一种改进型DP^(2)L电路。与改进前电路相比,改进型DP^(2)L电路在不同输入信号下晶体管的导通数目保持相同,从而表现出更好的功耗恒定性能。在此基础上,进一步设计了双轨双掩码差分传输管预充电逻辑(double masked differential pass-transistor pre-charge logic,DMDP^(2)L)电路。该电路不仅改善了原有电路的功耗恒定特性,而且引入的双掩码具有随机性,加大了攻击者获取电路运算结果的难度。模拟结果表明,设计的双轨DMDP^(2)L电路较其他3种同类型逻辑电路的标准化能量偏差(normalized energy deviation,NED)分别减小了11.33%,5.19%和3.06%,表明其具有更好的功耗恒定特性和抗功耗攻击能力。

基于馈线和电流的专用轨回流牵引供电系统接地故障保护

对于专用轨回流牵引供电系统,负极回流轨对地具有良好的绝缘特性,极大地限制了正极接地故障所产生的短路电流。由于负极母线电位下降、接地电阻较大等原因,现有的正极接地保护在实际应用中暴露出选择性差、灵敏度低等问题。本文通过对专用轨回流牵引供电系统短路电流以及负荷电流的潮流分析,提出以供电区间馈线和电流作为正极接地故障判断的特征量,并设计基于该故障特征量的保护方案,基于MATLAB/Simulink仿真系统,验证了该保护方案的有效性。

双向变流器在城市轨道交通供电系统中的应用

[目的]为了解决城市轨道交通供电系统存在的再生能量利用和网压波动大的问题,提出一种基于双向变流供电技术的牵引系统供电方案。[方法]介绍了双向变流器的主电路拓扑及其运行逻辑;提出了独立供电和混合供电两种模式下的双向变流器控制特性,并设计了恒压和下垂相结合的外特性曲线;以徐州地铁2号线为例,进行了车辆段试车线单列车AW0(空载)牵引及制动工况下的独立供电和混合供电试验,以及正线12列车正常运行工况下的独立供电和混合供电试验,测试了列车运行性能指标和双向变流器性能指标。[结果及结论]双向变流器可根据线路上的列车运行工况,自动、平滑地切换整流及逆变运行模式,与列车的牵引及制动工况自动适应。采用双向变流供电能够显著改善列车网压的波动,避免网压低于1500 V的工况,改善了列车的牵引运行特性。

基于钢轨电位时空关联的钢轨对地绝缘缺陷诊断方法

[目的]以钢轨电位为监测对象的各监测点数据间在时空上存在关联,钢轨对钢筋结构电阻变化后的直接表现形式为钢轨电位的变化。应基于钢轨电位时空关联的特点,对钢轨对地绝缘状态监测及缺陷诊断的方法进行深入研究。[方法]阐述了以钢轨电位为监测对象的杂散电流监测系统。对绝缘缺陷下的钢轨电位数据特征进行了分析,建立了数据的特征矩阵。基于闵可夫斯基距离的异常检测原理,阐述了钢轨对地绝缘异常区段的检测步骤,以及绝缘缺陷定位的检测步骤,提出了基于钢轨电位时空关联的钢轨绝缘缺陷诊断方法。以青岛某城市轨道交通工程为案例进行建模仿真,用以评估所提方法的有效性及准确性。[结果及结论]该方法能对钢轨绝缘状态进行有效监测,可准确定位绝缘缺陷位置。

城市轨道交通供电系统能馈装置无功协调控制方案研究

[目的]目前,城市轨道交通供电系统主要依赖于主变电所SVG(静止无功补偿器)进行无功补偿,夜间非运营时分,城市轨道交通供电系统中压环网线路基本处于空载状态,线路充电无功功率大,使得SVG长期重负荷运行。为缓解SVG的补偿压力,提出了一种能馈装置无功协调控制方案,协调SVG与牵引变电所的能馈装置共同参与无功补偿。[方法]分析了能馈装置的无功补偿容量计算方法,提出了SVG与能馈装置无功协调控制策略,最后通过某地铁线路现场试验来验证SVG与能馈装置无功协调控制策略的正确性。[结果及结论]当某地铁线路全线的能馈装置全部投入无功补偿之后,SVG无功补偿容量最大可以下降2.6 Mvar,中压环网线路有功损耗功率可从0.7 MW下降至0.5 MW。