由于高重复频率固体开关在加速器、雷达发射机、高功率微波和污染控制等领域存在的潜在优势，美国、英国、日本和韩国等都对固体开关技术进行了大量研究，从而成为近年脉冲功率界研究的重点1。从固体元件电路结构上，固体开关可以分成两种类型：串联结构和累加器结构。采用串联结构的固体开关生产厂家中，比较著名的有LLNL（Lawrence Livermore National Laboratory）和DTI（Diverfisied Technology Inc.），采用累加器结构的厂家中，比较著名的是LLNIL.和美国的First Point Scientific Ine.B32A我们已经研制成功了采用光纤控制的10kV绝缘栅双极型晶体管（Isolated Gate Bipolar Transistor，IGBT）固体开关，尽管在该固体开关中采用的光纤收发器比较便宜，但光纤控制部分还是比较昂贵的。在一定的应用环境，如脉冲宽度为几微秒到十几微秒，可以采用脉冲变压器来控制IGBT。从文献[1]表明：只要脉冲同步和缓冲电路设计适当，即可确保固体开关中不会出现过压。尽管脉冲变压器隔离控制在同步精度和驱动波形一致性方面不如光纤控制，但还是可以用来控制IGBT固体开关。采用脉冲变压器控制IGBT的主要优点是价格便宜，但其存在的主要问题是输出脉冲宽度范围比较有限和绝缘性能如何保证的问题。在脉冲变压器控制的IGBT固体开关中，脉冲变压器设计非常重要，因此下面只讨论脉冲变压器的绝缘问题和IGBT固体开关的实验结果。
标签： 脉冲变压器
上传时间： 2022-06-22
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IGBT是MOSFET和GTR的复合器件，它具有开关速度快、热稳定性好、驱动功率小和驱动电路简单的特点，又具有通态压降小、耐压高和承受电流大等优点.IGBT作为主流的功率输出器件，特别是在大功率的场合，已经被广泛的应用于各个领域。本文在介绍了1GBT结构、工作特性的基础上，针对风电变流器实验平台和岸电电源的实际应用，选择了各自的IGBT模块。然后对IGBT的驱动电路进行了深入地研究，详细地说明了IGBT对栅极驱动的一些特殊要求及应该满足的条件。接着对三种典型的驱动模块进行了分析，同时分别针对风电变流器实验平台和岸电电源，设计了三菱的M57962AL和Concept的2SD315A驱动模块的外围驱动电路。对于大功率的设备，电路中经常会遇到过流、过压、过温的问题，因此必要的保护措施是必不可少的。针对上述问题，本文分析了出现各种状况的原因，并给出了各自的解决方案：采用分散式和集中式过流保护相结合的方法实现过电流保护；采用缓存吸收电路及采样检测电路以防止过电压的出现；通过选择正确的散热器及利用铂电阻的特性来实施检测温度，从而使电路能够更好地可靠运行。同时，为了满足今后1.5MW风电变流器和试验电源等更大功率设备的需求，在性价比上更倾向于采用IGBT模块串、并联的方式来取代高耐压、大电流的单管1GBT.本文就同一桥臂的IGBT串联不均压，并联不均流的问题进行了阐述，并给出了相应的解决方案。最后针对上述的不平衡情形，采用PSpice对其进行仿真模拟，并通过加入均压、均流电路后的仿真结果，有效地说明了电路的可行性。
上传时间： 2022-06-22
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请波抑制在提升电能质量以及保障供用电设备的安全稳定运行等方面有若关键性作用；无功功率不仅对于供电侧来说十分重要，而且在负载的正常运行过程中扮演着不可替代的角色。伴随功率半导体开关器件的飞速发展，大量的非线性负载涌现在电力系统中，由此带来的谐波污染和无功功率问题愈发严峻。在上述背景下，一方面可以对谐波进行抑制，另一方面又可以补偿无功功率的有源电力滤波器则受到了国内外学者们的青睐。有源电力滤波器的主电路拓扑结构是系统中最基础的部分，本文将由此出发，分别介绍各主电路的结构特征以及基本原理。简单叙述了有源电力滤液器常用的语波检测方法，比较其各白的优劣，其中着重突出本文所用到的基于瞬时无功功率的改进的ip-i法。针对传统电流跟踪控制策略对谐波信号跟踪动态效果差、控制目标单一的问题，在三相四线制不对称负载系统中，提出了一种多目标优化模型预测电流控制策略。首先建立四桥臂有源电力滤波器基于ap坐标系的离散化数学模型.以此来实现自然解耦控制：其次对预测电流进行两步预测，实现对数字处理延时效应的补偿，设置电流跟踪偏差和开关频率为目标函数，量化控制目标，预先评估各开关状态的控制效果，根据评估结果决定变流器的开关状态，去了PWM调制环节；再次讨论了采样频率以及加权系数这两个系统变量的取值对开关频率和电流畸变率所造成的影响；文章的最后，为了验证所提方法的有效性，在Matlab/Simulink仿真环境下进行实验，结果证实所提策略谐波电流跟踪性能良好
上传时间： 2022-06-22
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本文主要对三相四线制系统中的有源电力滤波器进行了深入研究。主要的研究内容有：研究在三相三线制条件下的瞬时无功功率理论；寻找适合在三相四线制系统中谐波电流和零序电流的实时检测方法；探讨三相四线制系统中有源电力滤波器的主电路结构形式、控制方法和补偿特性。论文首先研究了三相三线制系统中的瞬时无功功率理论，解释了此条件下的瞬时有功功率、瞬时无功功率的定义及含义。在此基础上，对采用零序电流分离法实现三相四线制系统中谐波电流和无功电流的实时检测方法进行了研究，该方法基于瞬时无功功率理论，实时性好，易于数字化。在解决了三相四线制系统条件下谐波电流的实时检测方法和有源电力滤波器主电路工作原理的基础上，论文采用四相变流器作为有源电力滤波器的主电路，并对电路原理、主电路设计以及主要元器件的参数计算进行了详细的介绍。论文设计了控制系统的硬件电路，介绍了采样电路、DSP控制电路和驱动电路；根据控制系统的硬件设计，确定了软件实现方案，给出了主程序、补偿电流产生子程序和双DSP通信子程序的设计流程图。最后通过仿真和实验，证明了所设计的三相四线制并联型有源电力滤波器是合理有效的，为其推广应用提供了理论和实验根据。
标签： 电力滤波器
上传时间： 2022-06-22
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本论文所涉及的电源管理方案来源于与台湾某上市公司的横向合作项目，在电源管理产品朝着低功耗、高效率和智能化方向发展的形势下，论文采用了一种开关电源与低压降（LDO）线性电压调节器结合应用的集成方案，即将LDO作为升压型电源管理芯片的内部供电模块。按照方案的要求，本文设计了一种含缓冲级的低压降线性电压调节器。设计采用0.6um 30V BCD工艺，实现LDO的输入电压范围为6-13V：满足在-25-85℃的工作温度范围内，输出电压为5V：在典型负载电流（12.5mA）下，LDO的压降电压为120mv.文章首先阐述了整个方案的工作原理，给出LDO设计的指标要求；其次，依据系统方案的指标要求和制造工艺约束，实现包含误差放大器、基准源和保护电路等子模块在内的电压调整器：此外，文章还着重探讨了“如何利用放大器驱动100pF数量级的大电容负载”的问题：最后，给出整个模块总体电路的仿真验证结果。LDO的架构分析和设计以及基准源的设计是本文的核心内容。在LDO架构设计部分，文章基于对三种不同LDO拓扑的分析，选择并实现了含缓冲器级的LDO.设计中通过改进反馈网络，采用反馈电容，实现对LDO的环路补偿。同时，为提高误差放大器驱动功率管的能力、适应LDO低功耗发展的需求，文章探讨了如何使用放大器驱动大负载电容的问题。基于密勒定理和根轨迹原理，本文通过研究密勒电容的作用，采用MPC（Miller-Path-Compensation）结构，实践了两级放大器驱动大负载电容的方案，并把MPC补偿技术推广到三级放大器的设计中。
上传时间： 2022-06-22
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文章首先阐述了整个方案的工作原理，给出LDO设计的指标要求；其次，依据系统方案的指标要求和制造1艺约束，实现包含误差放大器、基准源和保护电路等了模块在内的电压调整器：此外，文章还着重探讨了“如何利用放大器驱动100pF数量级的大电容负载"的问题；最后，给出整个模块总体电路的仿真验证结果。LDO的架构分析和设计以及基准源的设计是本文的核心内容。在LDO架构设计部分，文章基于对三种不同LDO拓扑的分析，选择并实现了含缓冲器级的LDO./设计中通过改进反馈网络，采用反馈电容，实现对LDO的环路补偿。同时，为提高误差放大器驱动功率管的能力、适应LDO低功耗发展的需求，文章探讨了如何使用放大器驱动大负载电容的问题，基于密勒定理和根轨迹原理，本文通过研究密勒电容的作用，采用MPC（Miller-Path-Compersation）结构，实践了两级放大器驱动大负载电容的方案，并把MPC补偿技术推广到三级放大器的设计中。文章设计的CRF（CRF：Current Re ference controlled by Feedback）电流基准是基于对传统自启动基准电流源的改进实现的。CRF基准电流源架构中存在一条阻性的电流道路，确保其在加载电源电压的过程中能够实现快速启动，响应速度达到1ps：而传统自启动基准电流源在相同的设计参数下，响应速度长达120us.CRF基准电流源突破了响应速度对其应用的限制。
上传时间： 2022-06-23
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论文首先论述了线性稳压电源的基本原理，以此为基础对系统设计进行整体考虑，构建了系统整体架构，并制定了芯片的设计指标。利用小信号分析的方法对系统稳定性进行了分析讨论，根据系统稳定性原理，采用电容反馈补偿措施以确保系统稳定可靠根据设计指标，论文详细设计了芯片内部电路模块，包括：带隙基准电压源、误差放大器、过热保护、过流保护和使能电路等，通过综合比较晶体管的性能，确定调整管的类型，在基准电生源设计中，采用了电流相加的新型电路结构，使输出基准电压不仅具有良好的温度特性和电源电压抑制特性，而且克服了传统电路结构电压基准源的输出电压不能改变的缺点，提高了模块的可移植性，并充分考虑了低电压低功耗设计；在过热保护电路设计中，采用温度迟滞系统，克服了单温度保护点电路易受温度变化误触动的缺点。借助Cadence Spectre仿真软件完成仿真验证，实验结果表明，该系统在正常工作时，能得到3V稳定的输出电压，压降仪为150mv；在1K时电源抑制比为65.55dB，在10K时电源抑制比为50dB：在温度范围（-30℃-90℃）内系统能保持良好的稳定性，达到了设计要求，并完成了主要电路模块的版图设计与验证。
上传时间： 2022-06-23
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本论文以西安电子科技大学电路CAD所的科研项目“电源管理类集成电路关键技术理论研究与设计”为背景，设计了一款高性能降压型DC-DC和LDO双路输出控制器XD8912.论文首先对电源管理技术的现状以及发展趋势作了介绍；随后分析了线性稳压器及开关稳压器的基本结构和工作原理，并对电压模降压型PWM DC-DC的原理及其环路稳定性做了深入的研究；最后详细介绍了XD8912的设计过程，包括芯片性能系统规划、特性分析、电路实现以及仿真验证。XD8912不仅集成了大电流、高效率的电压模降压型PWM控制器，而且也集成了小电流、低噪声的线性稳压控制器，可以为高性能显卡、主板等设备供电。芯片采用同步整流技术，避免了肖特基二极管的使用，大大提高了芯片的工作效率。芯片内部设计了微调电路提高了电压基准的精度。设计了内部频率补偿电路取代芯片外部的补偿电容，有效提高了芯片的集成度。另外，芯片还集成了完备的保护电路，包括过温保护、欠压保护、过流保护等.文中对XD8912的系统及主要功能模块进行了详细的分析，并基于0.6um BCD工艺，利用Viewdraw，Hspice等EDA软件，完成了电路的设计和前仿真验证仿真结果表明，电路功能和性能指标均已达到设计要求。
上传时间： 2022-06-23
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1引言随着CCD技术的飞速发展，传统的时序发生器实现方法如单片机D口驱动法，EPROM动法，直接数字驱动法等，存在着调试困难、灵活性较差、驱动时钟频率低等缺点，已不能很好地满足CCD应用向高速化，小型化，智能化发展的需要。而可编程逻辑器件CPLD具有了集成度高、速度快、可靠性好及硬件电路易于编程实现等特点，可满足这些需要，而且其与VHDL语言的结合可以更好地解决上述问题，非常适合CCD驱动电路的设计。再加上可编程逻辑器件可以通过软件编程对其硬件的结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷，本文以东芝公司TCD1702C为例，阐述了利用CPLD技术，在分析其驱动时序关系的基础上，使用VHDL语言实现了CCD驱动的原理和方法。2线阵的工作原理及驱动时序分析TCD1702C为THOSHBA公司生产的一种有效像元数为7500的双沟道二相线阵CCD，其像敏单元尺寸为7um×7um×7um长宽高。中心距亦为7um.最佳工作频率IMHzTCD1702C的原理结构如图1所示。它包括：由存储电极光敏区和电荷转移电极转移栅组成的摄像机构，两个CCD移位寄存器，输出机构和补偿机构四个部分，如图1所示，
上传时间： 2022-06-23
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CCD（电荷耦合器件）的基本功能是将光学图像信号转变成一维以时间为变量的电压信号，广泛的应用于元件尺寸测量以及位置检测系统中。本课题背景是利用CCD检测带材边缘的位置信息，为后续的控制系统提供数据。在带钢轧制现场，光照强度浮动因数很多：例如，光源受污染；给光源供电的电压波动等都会造成光照条件的改变，影响测量的准确性，不利于提高系统的信噪比l。为了提高系统的测量精度和抗干扰性，需要实时改变CCD的光积分时间以补偿现场环境的影响。本文以TCD1501D型CCD芯片为例，分析了芯片的工作过程和驱动芯片的各个信号的要求，阐述了CCD驱动电路自适应的实现，最后给出了系统仿真结果。1TCD1501D型CCD的工作原理和驱动时序的产生1.1TCD1501D芯片的介绍TCDI501D4是一种高灵敏度、低暗电流、5000像元且内置采样保持电路的线阵CCD图像传感器。
上传时间： 2022-06-23
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