电力有源滤波器故障诊断与容错控制研究

针对电力有源滤波器(active power filter,APF)中IGBT容易损坏的特点,提出一种低成本的基于硬件电路的开路故障诊断与容错控制方案。开路故障诊断与容错控制硬件电路快速诊断并识别故障源,产生容错控制信号,控制继电器并驱动交流接触器切除故障相,将原故障相输出端切换到直流侧电容中点,将APF改变成容错型三相四开关拓扑结构,同时控制器控制算法切换到相应故障相的三相四开关电压空间矢量算法。推导各种开路故障时容错型三相四开关空间矢量的特点,为控制器切换控制算法提供依据。实验结果表明,该硬件开路故障诊断与容错控制方案具有一定的工程参考价值。

空间矢量脉宽调制下有源电力滤波器直流侧电压设定值研究

关于有源电力滤波器直流侧电压的研究主要集中在如何实现电压的稳定控制,很少有人研究直流侧电压能够满足条件的最小值。为此针对直流侧电压具体设定值这一问题,借鉴逆变器电压利用率的概念,分别计算了三角波电流比较方式和空间矢量脉宽调制控制下的直流电压利用率,并计算出两者的差值。为计算空间矢量脉宽调制控制下直流电压所需满足的条件,分别推导了单相和三相有源电力滤波器直流侧电压作用机理的数学公式,最后得到了直流侧电压的计算公式。通过大量仿真计算,统计出最佳直流侧电压变动范围,与理论计算出的值基本一致,验证了理论推导的合理性。

基于水下三维结构光的视觉测量方法研究

基于结构光测量和小孔成像视觉的特点,用摄像机和投影仪所组成的三维结构光测量系统来进行水下三维视觉测量并获得水下空间中特征点的三维信息。利用结构光的双目视觉方法实现了对物体的三维测量,在世界坐标系中建立了此方法的数学模型,并获得摄像机和投影仪的内外参数。实验证明,当目标物体放置在距离摄像机光心2.50 m处,摄像机和投影仪光心相距为26.50 cm时,进行深度测量的精度可以达到0.5 mm,基本满足测量需求。

采用CHF_3和O_2等离子体刻蚀PI的各向异性研究

研究了一种有效刻蚀聚酰亚胺(PI)的干法刻蚀方法,以金属铬为掩膜,刻蚀经涂胶并亚胺化而得到具有一定厚度的PI薄膜。利用反应离子刻蚀设备(RIE)将O2和CHF3按一定比例混合,适当调节刻蚀压力、气体比例、功率、时间等因素,可以得到侧壁和底面光洁、具有不同表面形貌的刻蚀结构。借助台阶仪和显微测量工具测定刻蚀样片,进一步得到不同工艺参数下刻蚀深宽比,并通过分析得出其他因素对PI刻蚀深宽比的影响趋势。该项研究避免了"微掩膜"效应所产生的表面粗糙问题,同时优化了刻蚀工艺,得到各向异性刻蚀的具体工艺参数,为PI不同应用目的选择刻蚀工艺提供了理论依据。

一种高线性调整率无电容型LDO的设计

提出了一种1.8 V、70 mA片上集成的低功耗无电容型LDO(Low Dropout)电路。电路中采用了一级增益自举运放作为误差放大器,通过消除零点的密勒补偿技术提高了环路稳定性;带隙基准源(BGR)采用了线性化VBE技术进行高阶补偿,可以获得温度稳定性更好的BGR,降低了BGR对线性调整率的影响。该设计采用HHNEC 0.13μm CMOS工艺(其中VTHN≈0.78 V、VTHP≈-0.9 V),整个芯片面积为0.33 mm×0.34 mm。测试结果显示:在2.5 V-5.5 V电源供电下,LDO输出的线性调整率小于2.14 mV/V,负载调整率小于1.56 mV/mA;在正常工作模式下,整个LDO消耗56μA静态电流(其中测试用的放大器消耗电流约18μA)。

一种频率稳定的低功耗振荡器电路设计

设计了一种频率稳定的低功耗张弛振荡器电路。采用恒流源对电容两端同时充电和放电,然后将电容两端电压送入后级比较器进行判决,使得输出频率只与恒流源电流、电容以及比较器比较窗口相关。该电路采用GSMC 0.18μm CMOS工艺,在5 V电源电压以及室温条件下仿真,输出频率为123.6 kHz,平均电流消耗为2.67μA;在2 V～5.5 V电源电压和-40℃-+85℃的温度变化范围内,输出频率精度在-6.5%-1.3%范围内。

一种低成本UHF RFID芯片集中CP测试方法

随着电子产品日新月异的发展,在产品品质提高的同时,产品价格的下降也越来越被消费者重视。为了降低电子产品的价格,首先需要降低核心芯片的生产成本。UHF RFID芯片的设计成本很低,因此测试成本在芯片生产成本中占有很大比重。为此,提出了一种新颖的集中CP测试方案来降低芯片CP测试的成本。与最基本的8芯片同测方案相比,不仅芯片面积变小,单组集中CP测试方案可对测试时间至少优化68%。如果单个测试单元的芯片个数改变,或者同时采用多组同测,还可以进一步降低测试成本,增强产品的市场竞争力。

一种变压器损耗监测系统

配电变压器作为使用最为广泛的电力设施之一,数量种类繁多。提高配电变压器平均负载率,是城、农配电网络降损节能的重要途径之一,但变压器损耗的监控测量却面临着一系列问题。本文通过对配电变压器损耗的分析,提出一种针对电力专变用户变压器功率损耗的在线监测方案,同时采集高压侧数据和低压侧数据进行对比分析,实时、可靠的计算出变压器损耗。