一种带有最大能量跟踪的宽动态范围射频能量收集电路的设计

本文提出了一种带有最大能量跟踪的射频能量收集电路.该电路通过加入级数来控制环路自动检测不同级数整流器的输出功率,并比较这些输出功率来选择最佳级数,以求在不同输入功率下均能够保持较高的能量转换效率.因此,能量收集电路在保持高灵敏度的同时,可以提高最高能量转换效率,扩展高效率动态范围.基于该设计方法,一个用于特高频频段的带有级数控制回路的3～5级整流器电路在SMIC 55nm工艺下得以仿真、实现.测试结果表明:在915MHz的工作频率下,所设计的射频能量收集电路的最高能量转换效率可以达到61.4%.与此同时,在19dB的输入功率范围内,能量转换效率均能够保持在最高能量转换效率的50%以上,有效扩展了高效率动态范围.此外,该电路在加入控制环路后,仍然有较高的灵敏度,可以在-16.3dBm的输入功率下,驱动一个纯电容负载,获得2V的输出电压.     

一种新的PWM整流器电感上限值设计方法

从PWM整流器网侧输入正弦电流在过零处最大变化率与其所能承受最大功率的关系出发,分析了在电流过零处一个PWM采样周期内输入电流变化率与各开关导通时间的关系,提出了一种PWM整流器网侧电感上限值的设计方法.同时在Saber仿真平台上进行了仿真实验,得到了不同电感值情况下系统输出直流电压和输入电流的变化波形,结果验证了这种设计方法的正确性和可行性.     

三相PWM整流器系统模型重构

以PWM整流器双环控制系统中电流环设计为基础,分析并推导了一种输入无电压幅值和相位检测的系统模型重构方案.该方案在不改变系统主电路拓扑结构和影响系统动静态性能的情况下,减少了交流侧电压传感器.以电流环调节器为基础,通过估算得到了输入交流电压的幅值和同步相位.在Saber仿真平台上进行了仿真实验,得到了不同实验条件下的仿真波形,结果验证了这种设计方法的正确性和可行性.     

新可逆PWM整流器主电路参数设计仿真

利用美国Analogy公司的SaberDesinger软件构造了三相可逆PWM整流器的试验平台,分析了同步模式下整流器的工作方法．通过仿真得到了三相可逆PWM整流器主电路电感值、开关频率等参数对输入电流总谐波失真(THD)、电源功率因数以及系统输出直流电压的影响,为实际设计中确定主电路的参数提供了可靠依据,对工程中的三相可逆PWM整流器设计有实际意义．     

一种915 MHz低功率微波高效微带整流电路研究

设计实现了一种基于微带结构的微波整流电路,研究了在不同输入功率下的微波整流效率.该整流电路采用肖特基二极管的倍压式整流电路设计,针对输入微波功率的大动态范围进行了优化设计.通过软件仿真和加工实测,表明在0 dBm至20 dBm的微波输入功率下,该整流电路均可获得不低于50%的直流转换效率.在17 dBm的微波输入功率下,整流电路效率达到了78.8%.     

适用于射频能量收集系统的新型宽带整流电路设计

提出了一种适用于射频能量收集(RFEH)系统的宽带小型化整流电路.整流二极管采用HSMS 2862肖特基二极管,设计了倍压结构的整流电路.所设计的整流电路具有结构紧凑和复杂度低的优势.通过仿真与测试对整流电路的性能进行验证.结果表明:当输入功率为14.8 dBm时,该整流电路在1.91～3.32 GHz(分数带宽为53...     

应用于DVB-T系统的RSSI设计

设计并实现了基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺应用于DVB-T系统的RSSI电路.核心电路采用非平衡源极耦合对结构作为整流器,具有良好的全波整流功能;放大器采用折叠式二极管负载结构,既适合低电源电压工作,又具有良好的工艺和温度稳定性;偏置电路采用自举基准源,具有良好的电源抑制比.芯片测试结果表明:在供电电压为1.8 V时,该RSSI的功耗为3.7 mW;在输入信号频率为36 MHz,功率为-31.5～-11.5 dBm的动态范围内,输出的指示直流电压为1.54～0.54 V,非线性误差小于±1.2 dB,实现了功率指示功能.     

城市轨道交通混合型能馈式牵引供电装置

24脉波整流器无法回馈列车再生制动能量,从而导致直流母线电压的急剧升高和能量的浪费,而地铁牵引变电站有限的预留空间无法容纳单独的能量反馈装置.为此,本文作者提出了一种混合型能馈式牵引供电装置,该装置由12脉波整流机组和PWM整流器组成,PWM整流器在双向变流的同时还对12脉波整流器进行谐波补偿,该装置兼具了两者的优点:能量双向流动、直流电压可控、谐波含量低、过负荷能力强和设备空间需求小.本文对这种牵引供电装置的工作原理和控制策略进行了分析,并通过仿真和现场实验,对其实际效果进行了验证.     

一种新型正负倍压双输出电荷泵电路的设计

采用电荷泵电路实现电压倍增的原理,设计出一种新型正负倍压双输出电荷泵电路,该电路可以将＋5 V电源输入转换为广泛应用于接口电路中的±10 V电源电压,尤其适用于无法使用到±10 V电源的场合.该设计采用6μm铝栅工艺库对该电路进行了仿真,其仿真结果与理想值基本一致.     

无源射频识别标签整流电路的分析与设计

整流电路的设计是无源射频识别(RFID)标签的关键技术之一.基于两种传统的整流电路,分析影响其输出电压和能量转换效率(PCE)的几个因素,在此基础上提出了一种改进的整流电路.该电路采用栅极交叉连接的结构来消除天线到芯片的阈值电压压降,并通过增加两个MOS管作为开关来抑制芯片到天线的电荷回流.电路的设计仿真结果显示,该整流电路具有较高的输出电压和PCE.     

一种多功能单相单位功率因数变换器

针对电网谐波具有严重的危害性,提出了一种用以抑制电网谐波的多功能单相单位功率因数变换器．采用四管全桥式开关的主电路拓扑结构和较为简单的双环（直流电压环和总电流环）控制策略,使得此装置不但可以用作单位功率因数整流器,以替代许多传统电力电子装置的输入阶段的整流部分,而且还可以同时用作有源功率滤波器,实现对用户已有的非线性功率装置在工作时所产生的谐波和无功电流的补偿．为从理论上研究此装置的工作原理,给出了电流环的数学模型,并分析了电流环的动态特性．讨论了电流失真的产生原因及其相应的抑制方法．给出的小功率实验装置的实验结果表明,该装置工作时的输入功率因数接近１,从而验证了所提出方案的可行性     

电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计

为了解决电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计问题,根据整流器在dq两相同步旋转坐标系中的数学模型建立了其功率控制数学模型. 基于功率控制数学模型,结合整流器直接功率控制系统的特点,推得交流侧电感是由功率、功率滞环比较器环宽及开关平均频率决定的;直流侧直流电压是由交流电压、电感及负载决定的;突加负载时直流侧电容是由直流电压波动、功率、电感及负载决定的. 根据上述影响主电路参数的诸多因素,提出交流侧电感、直流侧电压及直流侧电容的设计方法. 计算机仿真和实验证明了本文提出的设计方法是可行的.     

具有自适应电感共享策略的压电能量收集电路设计与实现

针对以电池为能量供给的传感设备必然存在因电池寿命的限制或自身电能的逐渐耗尽而造成的失效问题，提出了一种具有自适应电感共享策略的压电振动能量收集电路，通过将环境中的机械振动能量最大化地转换为电能并供给传感设备使用，可实现传感设备的无电池自获能供电，并大幅延长传感设备的使用寿命。该能量收集电路在原有并联电感的同步开关收集电路结构和buck-boost功率级拓扑的阻抗匹配变换器结构基础上，通过建立“先到先得”的自适应电感共享策略，避免了仲裁器的使用，大幅简化了电路设计，并实现了仅需单一电感的压电振动能量收集系统，提升了系统的集成度。此外，对电感共享造成的竞争给出了详细分析，并在此基础上进一步优化了整体电路，实现了最大功率点追踪算法。采用标准180 nm CMOS工艺，完成了压电能量收集电路的设计工作。仿真结果表明：bias-flip整流器在2 V和3 V开路电压激励下，输出功率分别达到了55.01μW和111.59μW,较传统全桥整流器，分别实现了6.40倍和4.48倍的输出功率提升；引入电感共享策略后，变换器的最大输出功率可达110.04μW,相比于非电感共享策略，电感共享策略下变换器峰值...     

采用功率内环和电压平方外环的电压型PWM整流器

根据电压型PWM整流器在同步旋转dq坐标系中建立的整流器功率控制数学模型,基于功率前馈解耦,解决了有功功率和无功功率互为耦合问题.为克服整流器电流控制策略、直接功率控制策略及非线性控制策略的不足,提出了采用功率内环、直流电压平方外环电压型PWM整流器的新控制策略.由于采用直流电压平方外环,提高了整流器直流电压跟踪和功率跟踪能力,使系统具有响应快、稳定性好、抗负载扰动能力强及结构简单的优点.给出了系统控制器的设计方法.通过正常负载及负载扰动情况下的计算机仿真,证明了新控制策略的可行性.     

基于哈密顿理论的电压型PWM整流器无源控制

为了提高电压型PWM整流器的性能,提出了基于哈密顿理论的无源控制策略.根据电压型PWM整流器主电路拓扑结构,建立了端口受控的耗散哈密顿(PCHD)系统模型.基于PCHD模型,采用能量成型的方法,设计了PWM整流器无源控制器.该控制器能够使整流器能量函数最小值稳定在期望的平衡点,从而提高了整流器的稳态性能和抗负载扰动能力.仿真结果表明该控制策略的可行性.     

飞机变压整流器供电电路稳定性分析

针对飞机变压整流器供电电路的线路参数会影响系统稳定性的问题,分析线路参数对稳定性的影响趋势并选取合适参数.首先采用dq变换法对变压整流器供电电路进行等效变换,并由等效电路得到电路数学模型;然后对变压整流器供电电路进行潮流计算获取稳态工作点数据,并基于电路数学模型在稳态工作点对线路参数进行灵敏度计算,重点分析不同参数对变压整流器供电电路小扰动稳定性的影响趋势;最后利用Simulink进行仿真,验证了灵敏度计算的正确性.结果表明:增大交流侧电感、电阻以及直流侧电感,或者减小直流侧电感和负载功率都有益于提高变压整流器供电电路稳定性.     

基于单周控制的三相电压型PWM整流器的仿真

单周控制是功率电子学领域中的一种通用的PWM控制方法，可以起到模拟计算机的作用，能够控制所有的基本功率变流器，而且具有成本低，电路简单和高可靠性的特点。本文基于MATLAB/SIMULINK软件平台，建立了基于单周控制的三相电压型PWM整流器的仿真模型，仿真结果显示单周控制是一种适合三相电压型PWM整流器的高性能、低成本的控制方法。     

基于电压型PWM整流器的电子负载研究

提出了一种基于电压型PWM整流器的电子负栽系统结构,分析了其实现原理,包括主电路结构和控制方法.主电路采用单相电压型PWM整流器拓扑结构,及三角波比较的电流跟踪控制方法.在MATLAB中进行仿真研究.仿真结果表明,此方案能够模拟各种设定的负载形式,具有实用性.     

功率前馈电压型PWM整流器直接功率解耦控制

针对有功功率和无功功率互为耦合问题，根据整流器在同步旋转dq坐标系中的数学模型推出功率控制数学模型，提出了电压型PWM整流器直接功率前馈解耦控制新策略，获得有功功率和无功功率独立控制效果。依据新的输入电压空间划分及合成空间矢量，确定了新的功率控制开关表。根据电源电压空间矢量位置和功率控制所需整流器输入电压空间矢量位置，在新的功率控制开关表选择开关函数，给出了系统的功率控制器和电压控制器的设计方法。计算机仿真结果表明，该策略具有可行性。     

采用8031实现PWM三相半控电流型整流器的控制

采用8031构成三相脉冲宽度调制PWM半控整流器,由于应用一种新的脉冲调制控制技术,使输入电流和输出电压中的低次谐波含量很小.系统功率因数高达0.98,功率开关元件少,单片机控制容易,成本低、体积小,电路具有十分广泛的应用价值.