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： 2022-06-21
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在UPS中使用的功率器件有双极型功率品体管、功率 MOSFET、可控硅和IGBT IGBT既有功率MOSFET 易于驱动，控制简单、开关频率高的优点，又有功率品体管的导通电压低，通态电流大的优点、使用 IGBT成为UPS功率设计的首选，只有对 IGBT的特性充分了解和对电路进行可靠性设计，才能发挥 IGBT的优点。本文介绍UPS中的IGBT的应用情况和使用中的注意事项。2.IGBT在UPS中的应用情况绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是一种MOSFET 与双极晶体管复合的器件。据东芝公司资料，1200V/100A 的IGBT的导通电阻是同一耐压规格的功率 MOSFET 的1/10，而开关时间是同规格 GTR的1/10。由于这些优点，IGBT广泛应用于不间断电源系统（UPS）的设计中。这种使用 IGBT的在线式UPS具有效率高，抗冲击能力强、可靠性高的显著优点。UPS主要有后备式、在线互动式和在线式三种结构。在线式 UPS以其可靠性高，输出电压稳定，无中断时间等显著优点，广泛用于通信系统、税务、金融、证券、电力、铁路、民航、政府机关的机房中。本文以在线式为介绍对象，UPS中的1GBT的应用。
上传时间： 2022-06-21
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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： 2022-06-22
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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： 2022-06-22
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本论文主要研究自激式RF电源的功率控制，主要分为七个部分：第部分主要介绍ICP仪器的发展历史、RF电源的主流技术路线及国内外研究现状，指出了存在的部分问题，确立了本文研究主题。第二部分简介了ICP仪器的系统结构，重点介绍等离子炬光源以及自激式RF电源。首先从系统的角度介绍了ICP仪器的组成及工作原理，然后对等离子矩光源的产生条件及生成机理作了说明，并且对其在点火过程中表现的负载特性作了分析，最后从ICP仪器的分析性能方面说明了它对RF电源的设计要求，明确RF电源的设计指标。第三部分详细介绍了自激式RF电源的实现原理。按照信号流向首先介绍了作为跟踪等离子矩特性的振荡源——锁相环的原理，分别对其中的鉴相器、环路滤波器、压控振荡器和驱动电路等做了详细介绍。然后介绍了高频功率放大器的原理，确定了主要元件参数，并介绍了适用于自激式RF电源的电路结构。最后对阻抗匹配原理作了介绍，并重点介绍了集中参数元件匹配网络。第四部分详细介绍了本文所做的设计工作，包含软硬件设计。这部分仍然是按信号流向作说明，根据自激式RF电源的结构特点，针对这几部分选择合适的电路结构、元件参数等设计完成锁相环路、高效率E类推挽功率放大电路以及阻抗匹配网络。除此之外，还包括电路中的主要信号采样与检测、热设计、电磁兼容设计以及软件部分的设计说明。第五部分对本文采取的功率控制流程与策略作详细说明，介绍了如何通过改善控制流程和控制策略以提高RF电源性能。第六部分对所设计的RF电源进行了测试，表明本设计达到了预定的设计指标，说明此方法的可行性与实用性，并且分析了等离子炬的负载变化过程，对RF电源的设计提供了有益的参考。第七部分作了全文总结与展望。所设计RF电源成功点燃等离子炬，期间通过对RF电源的测试，并在ICP-AES整机上进行了系统验证，测试证明所设计的自激式RF电源与同类电源相比性能有所提升。
上传时间： 2022-06-23
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近年来，随着电子技术的快速发展，使得低电压、大电流电路为未来主要发展趋势。低电压、大电流工作有利于提高工作电路的整体功率，但同时也给电路设计带来了新的问题。传统的变换器中常采用普通二极管或肖特基二极管整流方式，在低压、大电流输出的电路中，应用传统二极管整流的电路，其整流的损耗比较大，工作效率比较低。一般普通二极管的压降为1.0-1.3V，即便应用压降较低的肖特基二极管（SBD），产生压降一般也要有0.5V左右，从而使整流的损耗增加，电源的工作效率降低，己经不能满足现代开关电源高性能的需求。因此，应用同步整流（SR）技术可达到此要求，即应用功率MOS管代替传统的二极管整流。由于功率MOS管具有导通电阻很低、开关时间较短、输入阻抗很高的特点，很大程度的减少了开关功率MOS管整流时的损耗，使得工作效率有一个显著提高，因此功率MOS管以成为低压大电流功率变换器首选的整流器件。要想得到经济、高效的变换器，同步整流技术与反激变换器电路结合将会是一个很好的选择。反激变换器拓扑电路的优点是电路结构简单、输入与输出电气隔离、输入、输出工作电压范围较宽，可以实现多路的输出，因而在高电压、低电流的场合应用广泛，特别是在5~200W电源中一般采用反激变换器。
标签： 开关电源
上传时间： 2022-06-25
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电源是电子设备的重要组成部分，其性能的优劣直接影响着电子设备的稳定性和可靠性，随着电子技术的发展，电子设备的种类越来越多，其对电源的要求也更加灵活多样，因此如何很好的解决系统的电源问题已经成为了系统成败的关键因素。本论文研究选取了BICMOS工艺，具有功耗低、集成度高、驱动能力强等优点.根据电流模式的PWM控制原理，研究设计了一款基于BICMOS工艺的双相DC-DC电源管理芯片。本电源管理芯片自动控制两路单独的转换器工作，两相结构能提供大的输出电流，但是在开关上的功耗却很低。芯片能够精确的调整CPU核心电压，对称不同通道之间的电流。本电源管理芯片单独检测每一通道上的电流，以精确的获得每个通道上的电流信息，从而更好的进行电流对称以及电路的保护。文中对该DC-DC电源管理芯片的主要功能模块，如振荡器电路、锯齿波发生电路、比较器电路、平均电流电路、电流检测电路等进行了设计并给出了仿真验证结果。该芯片只需外接少数元件就可构成一个高性能的双相DC-DC开关电源，可广泛应用于CPU供电系统等。通过应用Hspice软件对该变换器芯片的主要模块电路进行仿真，验证了设计方案和理论分析的可行性和正确性，同时在芯片模块电路设计的基础上，应用0.8umBICMOS工艺设计规则完成了芯片主要模块的版图绘制，编写了DRC.LVS文件并验证了版图的正确性。所设计的基于BICMOS工艺的DC-DC电源管理芯片的均流控制电路达到了预期的要求。
标签： DC-DC电源管理
上传时间： 2022-06-26
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引言开关电源（SMPS：Switch Mode Power Supply）是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时问比率，维持稳定输出电压的一种电源·非隔离式DC/DC变换具有六种基本拓扑结构：降压（Buck）变换器升压（Boost）变换器极性反转升降压（Buck2Boost）变换器Cuk（Boost2Buck 联）变换器Sepic变换器Zeta变换器[-1，与线性电源相比，开关电源具有体积小重量轻效率高自身抗干扰性强输出电压范围宽模块化等优点。LTspice IV是LT公司推出的SPICE电路仿真软件，具有集成电路图捕获和波形观测功能。LTspice IV内置新型SPIE元件，能快速进行SMPS交互式仿真，且无元件或节点数目的限制.LTspice IV虽然与开关模式电源设计配合使用，但它并不是SMPS专用型SPICE软件，而是一款通用型SPICE-LTspice IV内置了LT公司新型SPARSE矩阵求解器，采用专有的并行处理方法，实现了对任务的高效并行处理"。
上传时间： 2022-06-26
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摘要：超声波焊接电源设备的频率跟踪速度和精度直接影响焊接质量。针对模拟锁相环频率跟踪慢、负载突变易失锁等缺点，研制一种基于FPGA控制的超声波焊接电源。简单介绍超声波焊接电源系统结构，着重分析电源控制系统的设计，并通过仿真软件对模块验证。最后，搭建超声波焊接实验平台，对相关数据进行测试记录，对数据加以分析并得出实验结果。
上传时间： 2022-07-11
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