一种融合电能变换与可见光通信VPPM调制的控制策略

面对独立光伏发电系统的小卫星间可见光通信应用,提出一种谐振三端口LED驱动电路,实现软开关高效光伏电能变换,对所提出驱动电路稳态特性和关键参数进行具体分析设计。结合驱动电路,提出一种融合电能变换与可见光通信的可变脉冲位置调制(VPPM)调制控制策略,利用输出脉冲电流的位置实现数据传输,通过调节输出脉冲电流宽度完成通信所需亮度调节,适用于较远距离可见光通信调制,同时实现照明恒流控制。详细分析融合控制原理和控制过程,最后进行计算机仿真验证,并设计制作一台所提出驱动电路与融合控制策略的额定输出0.6 A/20 W实验样机,样机效率最高可达95.6%,通信原理样机数据传输速率为10~20 kbps,验证了所提出的驱动电路和融合控制策略的有效性。

基于磁耦合谐振腔的可重构宽带匹配电路

为了降低工艺波动、版图二阶效应、模型偏差等非理想因素对射频集成电路(Radio Frequency Integrated Circuit,RFIC)性能造成的不良影响,提出了一种基于磁耦合谐振腔的可重构宽带匹配电路(Reconfigurable Wideband Matching Network Based on Magnetically Coupled Resonator Tank,MCR-RWM)。通过数字控制电路配置可调电阻阵列和可调电容阵列,改变匹配电路增益、带宽、增益平坦度、纹波等参数,实现宽带匹配电路重构。在65 nm互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工艺设计了一款基于MCR-RWM的驱动放大器并集成于接收芯片。测试结果显示,在18.2~20.2 GHz频率范围,通过数字控制电路重构驱动放大器的宽带匹配,接收通道的S_(22)改善了3.5 dB,S_(21)提升了0.5 dB,增益平坦度改善了0.1 dB,-3 dB带宽增大了113 MHz。

高频谐振逆变器的功率MOS管驱动电路

负载谐振桥式逆变器中功率MOS管工作在软开关状态,开关频率的提高,要求门极驱动电路具有充电电流大、开关速度快、驱动损耗小的特点。文章通过对传统门极驱动电路和现存的谐振驱动电路分析比较后,提出了适合高频谐振逆变器中功率MOS管的谐振电流型驱动电路,并分析了其工作过程。理论分析与实验结果表明:此驱动电路中功率MOS管的充放电电流近似为恒流,减少了开关时间;电感电流不连续,降低了驱动电路的通态损耗;二极管钳位电路,为功率MOS管门极关断提供反压,进一步缩短了功率MOS管关断时间;电感存储能量回馈给供电电源,提高了驱动栅压,降低了功率MOS管的导通电阻等优点。

超声波电机驱动源的频率跟踪

针对超声波电机工作时对驱动源的特殊要求 ,设计了一种新颖的具有自动频率跟踪功能的超声波电机驱动源 ,结合理论公式和 L C谐振曲线阐明了驱动源的物理工作条件 .实验证明 ,该方案能够跟踪超声波电机工作点的变化 。

基于LC谐振的超声电机驱动器的研究

根据超声电机的容性负载特性,提出了利用LC进行谐振升压的无变压器式驱动电路。分析了输出信号中各次谐波幅值和能量比与驱动信号占空比和谐振周期之间的关系,据此提出了驱动电路的设计准则。应用此电路驱动直径为5mm的超声电机,输出电压峰峰值达200V以上,电机运转良好,证明了此电路对于驱动小功率超声电机的实用性和可靠性,为驱动器的进一步集成化奠定了基础。

一种具有自动均流特性的简易非隔离型多路LED串驱动电路

如何确保处于并联工作状态下各LED(发光二极管)串工作电流的均衡性,是制约LED在大功率场合下广泛应用的一项关键问题。本文提出了一种具有自动均流特性的简易非隔离型多路LED串驱动电路。该驱动电路由在开关电源中广泛使用的LLC谐振电路衍生出来,利用谐振时阻挡电容的阻抗远大于LED串等效的交流阻抗来实现多路LED串的均流。本文对驱动电路的工作原理和设计流程进行了分析,并以3路LED串作为研究对象进行了相关实验,实验结果表明了理论推导的正确性。

超声电机LLCC谐振电路研究

超声电机需要幅值较高的驱动电压,因此其驱动电路需要变压器升压。超声电机为非线性容性负载,需要进行阻抗匹配,并保持电压和相移恒定。采用推挽电路作为驱动器拓扑,分析了该驱动电路在不同性质负载情况下工作过程,结果表明驱动器在感性负载时的开关管损耗较容性负载时小,感性负载可提高驱动器效率和可靠性。给出LLCC谐振网络及其参数计算方法,通过理论分析和仿真证明了电机谐振电压和相移与驱动条件可解耦,且该LLCC谐振网络可使驱动电路的负载性质由容性转变为感性。用TRUM-60型超声电机进行实验,结果证明了该方法的有效性。

基于LCL-T半桥谐振变换器的LED恒流驱动电源

根据LED的简化等效模型,采用交流分析法分析了基于LCL-T半桥谐振变换器的LED恒流驱动电源其性能。在此基础上,减小谐振网络体积,提高功率密度为优化目标,定量计算出了变压器一二次匝数比的最优取值。最后制作了一台输入电压为400V,输出功率为10W的实验样机。在开环控制的情况下,恒流精度达到了10%。实验结果表明了理论分析的正确性。

一种新型直线压电马达驱动器

在分析以色列Nanomotion公司直线压电马达运行机理的基础上,设计了一种基于谐振原理压电马达驱动器。采用CPLD设计作为电路的逻辑控制器,利用两个背靠背高压浮地驱动MOSFET实现方向开关。通过实验证实了该压电马达驱动电路能够满足驱动压电马达的要求,同传统的驱动器相比,该文所设计驱动器提高了输出驱动信号的准确度。

控制量独立可调的超声电机新型驱动器

提出了一种基于PSoC(可编程片上系统)的行波超声电机(TRUM)驱动器。电路包括幅值可调的DC/DC推挽升压电路和频率可调的DC/AC半桥逆变电路。升压电路将15V直流电提升到250～400V高压,并通过电压反馈稳定该电压。半桥电路将该高压输出两路相位相差90°的方波电压,用于直接驱动超声电机。通过检测电机孤极电压并调节电机驱动频率来稳定该电压,从而稳定电机转速。所有的控制功能都由一片PSoC芯片实现。通过对一直径45mm的超声电机进行试验,证明了电机的驱动电压幅值和频率是可以独立调节的,为超声电机的控制提供了一个很好的方法。

基于无源谐振恒流网络的多路输出LED驱动电源

在LCD背光源、隧道照明等大功率LED照明领域,为获得足够的亮度及基于可靠性等方面的考虑,需要采用多个LED串来实现,且要求各LED串的驱动电流相等。为此,提出一种基于无源谐振恒流网络的多路输出LED驱动电源,包括高频谐振DC/AC逆变模块及无源高频谐振AC/DC整流模块,逆变模块采用恒频移相控制,输出为高频正弦交流电压,整流模块内部没有任何有源器件,可方便地实现单位输入功率因数及恒流输出。推导出4种最简的无源谐振恒流网络,并对基于LCL-T谐振网络的整流模块进行性能分析,讨论其设计方法,最后搭建实验样机,进行相关实验验证。实验结果验证了理论分析的正确性。

谐振式单开关多路输出Boost LED驱动电源

提出了一种谐振式单开关多路输出Boost LED驱动电源及其控制电路,分析了其工作原理及特性.该多路输出Boost LED驱动电源只需要使用1个开关管,1个谐振电感和2n-1个谐振电容就能实现2n路输出的恒流控制,具有变换器电路结构与控制简单、体积小、效率高以及成本低的特点.利用谐振电容的充放电平衡原理,仅需控制其中任意一条输出支路电流,即可实现2n路输出支路的恒流及均流控制;此外,该多路恒流输出LED驱动电源具有固有的短路保护特性,任何一条输出支路短路不会影响其它输出支路的稳态电流.最后,搭建了一台48 W的四路恒流输出实验样机,验证了理论分析的正确性.

弹光调制高压谐振电路设计

针对弹光调制需要高Q值、高电压、高稳定性驱动电路的特点，设计了一种基于LC谐振升压原理的高压驱动电路，该电路主要由输入波形转换电路、功率放大电路、充放电回路、阻抗匹配电路和反馈信号采集电路组成。采用低磁导率磁芯制作的高品质因数电感，使电路在输出高电压的同时，降低了对直流电源电压的要求。实验结果表明：在弹光调制干涉具谐振频率50．04 kHz下，谐振电路的输出电压在0～1200 VP-P可调，所需直流电源电压最大幅值为29 V。电路具有较强的带负载能力，可以满足弹光调制晶体的驱动需求。

一种适用于高频Buck变换器的新型电流源驱动

针对同步整流Buck变换器,提出一种新型MOSFET电流源驱动电路(current source driver,CSD)。该CSD能够用不同驱动电流驱动Buck变换器中两只MOSFET,从而实现最优化设计。对于控制管,最优化设计为开关损耗和驱动电路损耗之间的平衡;对于同步整流管,最优化设计为驱动损耗与体二极管损耗之间的平衡。还提出基于磁集成技术的改进型CSD,以减少磁芯数目和磁芯损耗。详细分析该CSD电路工作原理,讨论最优化设计,并给出实验结果。

高功率因数的90W LED路灯驱动电源设计

从产品设计角度出发,较为详细的介绍了NXP的SSL1750T芯片特点及工作原理,以及基于该控制芯片的大功率LED驱动电源的设计方法,其中重点阐述了PFC电感和反激变压器的设计。最后给出了一款基于SSL1750T设计的LED路灯驱动电源的工程实例,用实测数据和波形来证明该设计方法的实用性。

一种SiC MOSFET 谐振门极驱动电路

该文提出一种适用于SiC MOSFET的谐振门极驱动电路,所提出的驱动电路利用LC谐振网络来回收储存在门极电容中的能量,从而减小驱动损耗。首先详细分析谐振门极驱动电路的工作原理并给出了各个模态下的主要波形。然后介绍谐振门极驱动电路的设计原则,分析谐振门极驱动电路的驱动损耗。最后搭建谐振门极驱动电路的仿真模型与实验平台,从仿真结果与实验结果来看,该文所提出的谐振门极驱动电路具有良好的工作性能,驱动损耗在1MHz开关频率下降低为0.258W,提高了驱动电路的效率。

驾驶室结构声的统计能量分析

研究以统计模态特性估计宽带激励系统结构声传输的有效方法。以统计能量分析特征参数对结构与声振动进行统一动态描述,建立了多声振源激励的复杂多重结构声振系统响应估计的矩阵方程,并应用于驾驶室模型动态响应的预示分析。研究表明:激励频率接近箱体壁板临界频率时,壁板结构与流体声场之间形成强烈交互作用,成为室内声压级提高的重要原因。统计能量分析为研究声场与固体结构振动之间的交互作用、结构的机械性质等对噪声辐射和结构振动效应提供了可行途径。

基于IW1696的LED驱动电源设计

在IW1696的芯片基础上3W的LED驱动电源是一种新的低成本的数字控制方案,能最大化反激变换器AC/DC的电源效率。这种智能数字方法的实现在一个控制器中高性能、低成本和高可靠性的综合利益。它引入了独特的多模式的PWM和PFM运作模式进行自适应基于负荷变化的供电电源。多模式的PWM/PFM控制大大提高了轻负载的效率和总平均效率,并且不会危害到其他系统性能。

一种断续电流模式的新型高频电流源驱动电路

随着高频功率变换器开关频率不断提高,其功率器件MOSFET频率相关损耗都大幅增加,特别是开关损耗和驱动损耗。为减小上述损耗,电流源驱动方式被提出。提出一种新型断续电流模式的电流源驱动(current source driver,CSD)电路。相比连续电感电流CSD电路,其最重要的优点是:电流源电感值大为减小(1 MHz开关频率时一般为20 nH,减小约90%)。所提CSD电路具有开关速度快、开关损耗小的优点,同时,通过电流源电感可以回收高频驱动能量。由于所提电路工作在电流断续模式,因此其环流损耗小,且占空比和开关频率变化范围宽。详细分析其工作原理,讨论最优设计,并给出实验结果。

基于LCLC恒流网络的LED自均流电路

多路半导体发光二极管(light-emitting-diode,LED)并联会造成导通电流不均衡,而电容均流方案由于其简单可靠得到广泛应用。为输出所需的LED电流,电容均流方案采用变频控制会引入无功环流,提高器件应力,而采用定频占空比控制时,变化的LED负载难以保证零电压开关(zerovoltage switching,ZVS)的实现。针对此问题,文中提出一种基于LCLC谐振网络的恒流源输出LED驱动电路,可有效解耦负载对输出电流的影响,定频控制,且同时实现输入阻抗为纯阻性,避免无功环流。该谐振网络亦结合电容均流方案,采用较少的器件实现多路均流。此外,该电路具有短路自保护功能,易于实现脉宽调制(pulse width modulation,PWM)调光。最后,以4条LED支路为例,搭建实验样机,实验结果证明该电路的有效性。