本文以感应加热电源为研究对象，阐述了感应加热电源的基本原理及其发展趋势。对感应加热电源常用的两种拓扑结构-电流型逆变器和电压型逆变器做了比较分析，并分析了感应加热电源的各种调功方式。在对比几种功率调节方式的基础上，得出在整流侧调功有利于高频感应加热电源频率和功率的提高的结论，选择了不控整流加软斩波器调功的感应加热电源作为研究对象，针对传统硬斩波调功式感应加热电源功率损耗大的缺点，采用软斩波调功方式，设计了一种零电流开关准诺振变换器ZCS-QRCs（Zero-current-switching-Quasi-resonant）倍频式串联 振高频感应加热电源。介绍了该软斩波调功器的组成结构及其工作原理，通过仿真和实验的方法研究了该软斩波器的性能，从而得出该软斩波器非常适合大功率高频感应加热电源应用场合的结论。同时设计了功率闭环控制系统和PI功率调节器，将感应加热电源的功率控制问题转化为Buck斩波器的电压控制问题。针对目前IGBT器件频率较低的实际情况，本文提出了一种新的逆变拓扑-通过IGBT的并联来实现倍频，从而在保证感应加热电源大功率的前提下提高了其工作频率，并在分析其工作原理的基础上进行了仿真，验证了理论分析的正确性，达到了预期的效果。另外，本文还设计了数字锁相环（DPLL），使逆变器始终保持在功率因数近似为1的状态下工作，实现电源的高效运行。最后，分析并设计了1GBT的缓冲吸收电路。本文第五章设计了一台150kHz，10KW的倍频式感应加热电源实验样机，其中斩波器频率为20kHz，逆变器工作频率为150kHz（每个IGBT工作频率为75kHz），控制孩心采用TI公司的TMS320F2812 DSP控制芯片，简化了系统结构。实验结果表明，该倍频式感应加热电源实现了斩波器和逆变器功率器件的软开关，有效的减小了开关损耗，并实现了数字化，提高了整机效率。文章给出了整机的结构设计，直流斩波部分控制框图，逆变控制框图，驱动电路的设计和保护电路的设计。同时，给出了关键电路的仿真和实验波形。
上传时间： 2022-06-22
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固态电源的基本任务是安全、可靠地为负载提供所需的电能。对电子设备而言，电源是其核心部件。负载除要求电源能供应高质量的输出电压外，还对供电系统的可靠性等提出更高的要求IGBT是一种目前被广泛使用的具有自关断能力的器件，开关频率高，广泛应用于各类固态电源中。但如果控制不当，它很容易损坏。一般认为IGBT损坏的主要原因有两种：一是IGBT退出饱和区而进入了放大区，使得开关损耗增大；二是IGBT发生短路，产生很大的瞬态电流，从而使IGBT损坏。IGBT的保护通常采用快速自保护的办法，即当故障发生时，关断ICBT驱动电路，在驱动电路中实现退饱和保护；或者当发生短路时，快速地关断IGBT，根据监测对象的不同，ICBT的短路保护可分为U，监测法或U..监测法，二者原理基本相似，都是利用集电极电流1e升高时U，或U.也会升高这一现象。当U2或U..超过UtU.就自动关断IGBT的驱动电路。由于U，在发生故障时基本不变，而U.的变化较大，并且当退饱和发生时，U.变化也小，难以掌握，因而在实践中一般采用U.监测技术来对ICBT进行保护。本文研究的IGBT保护电路，是通过对IGBT导通时的管压降U.进行监测来实现对IGBT的保护。
上传时间： 2022-06-22
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IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）绝缘栅双极型品体管，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFEt高输入阻抗和GT的低导通压降两方面的优点。IGB综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。成为功率半导体器件发展的主流，广泛应用于风电、光伏、电动汽车、智能电网等行业中。在电动汽车行业中，电机控制器、辅助动力系统，电动空调中，IGBT有着广泛的使用，大功率IGB多应用于电机控制器中，由于电动汽车电机控制器工作环境干扰比较大，IGBT的门极分布电容及实际开关中存在的米勒效应等寄生参数的直接影响到驱动电路的可靠性1电机控制器在使用过程中，在过流、短路和过压的情况下要对1GBT实行比较完善的保护。过流会引起电机控制器的温度上升，可通过温度传感器来进行检测，并由相应的电路来实现保护；过压一般发生在IGBT关断时，较大的di/dt会在寄生电感上产生了较高的电压，可通过采用缓冲电路来钳制，或者适当降低开关速率。短路故障发生后瞬时就会产生极大的电流，很快就会损坏1GBT，主控制板的过流保护根本来不及，必须由硬件电路控制驱动电路瞬间加以保护。因此驱动器的设计过程中，保护功能设计得是否完善，对系统的安全运行尤其重要。
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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随着智能表越来越多的使用， 各种类型的抄表器（既M-BUA主站）需求也随之增加。M-BUS接口电路作为抄表器的一个主要模块， 决定了抄表器性能的好坏， 也较为影响抄表器的成本高低。现今大多数抄表器都是延用TI 推荐的M-BUS接口电路方案（或是做了一些小的修改） ，该方案电路复杂，成本也较高，并不太适合大众化抄表器的使用。笔者根据M-BUS的工作原理，结合自身多年的电路开发经验，设计出一款简单实用、稳定可靠、成本低廉的主站M-BUS接口电路。这款接口电路经电路模拟仿真以及实际抄表测试，性能良好，工作可靠，完全可以替代TI 的M-BUS接口电路方案。电路原理根据主站M-BUS的工作原理：发送：传号电压： 24V~36V （ CJ-T188-2004 ：20.8V~42V ）空号电压：传号电压－ 12V （ CJ-T188-2004 ：传号电压－ 10V ）接收：传号电流：≤ 1.5mA空号电流： 11~20mA1． 发送电路发送电路的设计主要需要考虑的问题有：发送传、空号电压的变化量要大于等于12V（10V）；电路的驱动能力，几十上百个智能表不能影响发送电压低于12V。用一个直流稳压器应该可以满足这些要求。图1 是发送电路框图。
上传时间： 2022-06-22
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组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在白动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。组态（configuration）意思就是模块的任意组合，采用组态技术构成的计算机系统在硬件设计上，除采用工业PC机外，系统大量采用各种成熟通用的1/0接口设备和现场设备，基本不再需要单独进行具体电路设计。这不仅节约了硬件开发时间，更提高了工控系统的可靠性。在软件设计上由于采用成熟的工控开发的工具软件，它为用户提供了多种通用工具模块，用户不需要掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能
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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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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