高压直流发生器中斩波电路的设计

针对高压直流发生器中晶闸管斩波电路存在的问题,设计了由全控型电力电子器件IGBT取代晶闸管的斩波电路及相应的控制保护电路.实验结果表明,新设计的电路较好地实现了斩波电路的性能.     

一种电流型并联谐振DBD臭氧电源

研究一种新型电流馈电式并联电感补偿负载谐振DBD臭氧发生器供电电源。该电源功率级由BUCK斩波电路和单相桥式逆变器组成。斩波器工作于固定频率PWM方式,采用输出电流闭环控制实现放电功率的调节,逆变器控制采用数字频率锁相跟踪技术使电源工作在小容性准谐振状态。对该电源的工作原理进行分析,给出斩波电路电流负反馈PI调节器、逆变器数字频率锁相跟踪算法的原理和实现方法、关键控制电路和IGBT驱动电路的详细设计。实验结果表明:调节电源直流电流能有效地调节发生器放电功率,电源输出功率因数高于0.98,系统稳定可靠。     

射线管脉冲高压电源设计研究

脉冲高压电源在电场杀菌、等离子发生器、激光技术等领域有着十分广泛的应用作用,特别是在应用测井技术中还需要借助专门的脉冲和测量时序。在实际运用的过程当中,应当将离子源电压控制在1.5～2.5kV范围内,当供电电压的数值处在一定的范围内时,可以适当地调节电压。当电子源的电压数值较高时,中子射线管内部的气体会受到电离现象的影响,同时在较短的时间内释放出中子。根据上述研究,在该文中,我们提出了一类新型的高压电源,即通过单向反激逆变电路、半臂逆对称倍压整流电路来增强电压的稳定性能,实现高压电源状态下的斩波功能,围绕着中子射线管脉冲高压电源的设计进行分析,以便充分了解该设计是否具备足够的实践价值。     

基于开关串联和延时驱动的高压方波脉冲源研究

在全固态Marx发生器的基础上进行电路拓扑的改进:充电方式采用高压直流充电;多级电容储能合并为一级高压电容储能,减少电路的寄生参数;通过一级半导体串联开关对高压电容输出的直流电压进行斩波形成高压脉冲;增加一组截尾开关,快速释放负载的残存电荷,在脉冲末尾形成快速的下降沿。详细分析了串联半导体开关驱动电路的特点后,设计了串芯磁环隔离驱动电路和共原边延时驱动电路来满足驱动要求。最后在20 kΩ阻性负载上实现10 kV的高压方波脉冲输出。     

一种微弧氧化逆变电源控制系统

为满足微弧氧化工艺要求,设计出一种两级逆变式微弧氧化电源,介绍了该电源的控制系统.它以高性能DSP作为控制核心,通过调节输出两组4路PWM (脉宽调制)信号分别驱动前级功率逆变电路和后级斩波逆变电路.功率逆变电路采用有限双极性的控制方式以实现电压的调节,通过控制斩波逆变电路可以得到所需的各种电压波形.同时,该电源控制系统还具有过流、过欠压、过热、参数超限等故障诊断与保护功能.试验结果表明,该控制系统可以实现精密、稳定的电源控制,提高电源的适应能力.     

基于STM32的全桥逆变器的设计

为设计一种低功耗的数字化正弦逆变器,设计了以STM32单片机为控制核心的全桥逆变器,该逆变器采由单片机的高速定时器产生高分辨率的SPWM脉冲,通过光耦隔离和IR2111驱动芯片把SPWM脉冲信号对由IRF840场效应管构成的全桥电路实现斩波逆变,经过LC滤波电路,最后实现高压SPWM脉冲转换成交流电源。     

逆变式高频窄脉冲微弧氧化电源的设计

为增强微弧氧化过程中电弧的可控性,从脉冲能量控制角度,设计了一种逆变式高频窄脉冲微弧氧化电源.该电源在传统的两级逆变电路结构基础上,增加了阻抗匹配电路,实现了变极性模式下回路及负载中能量的快速释放与存储.文中还详述了实现多种模式输出的协同控制策略及对应的电路工作模式,分析了电源的负载特性,并通过仿真和实验波形验证了该负载特性等效模型的有效性.实验结果表明,通过提高电源输出脉冲频率(最高20 k Hz)及减小脉冲宽度(最窄20μs),可实现对脉冲能量的精密控制和提高系统的能量利用率;高频窄脉冲处理模式获得的膜层表面孔隙率和表面粗糙度更低.     

基于MATLAB的可调直流稳压电源设计与仿真研究

直流稳压电源被广泛应用于各种电子设备中,而电源的性能直接决定了相关设备的运行状态.针对典型的降压斩波电路的电压调节问题,设计了闭环PI控制,以增强其鲁棒性.在MATLAB/Simulink中对所提直流斩波电源系统建立了仿真模型,通过仿真实验测试分析了参数设计的合理性.对系统进行了输出性能实际测试,结果表明该系统能够实现输出电压的稳定连续调节,具有输出电压精度高、效率高的优点,为小型直流稳压电源设计提供了参考.     

微弧氧化逆变电源控制系统的研究

为满足微弧氧化工艺要求,设计出一种两级逆变式微弧氧化电源.介绍了两级逆变式微弧氧化电源的控制系统.它以高性能DSP作为其控制核心,通过调节输出两组4路PWM信号分别驱动前级功率逆变电路和后级斩波逆变电路.功率逆变电路采用有限双极性的控制方式以实现电压大小的调节,通过控制斩波逆变电路可以得到所需的各种电压波形.同时,该控制系统还具有过流、过欠压、过热、参数超限等故障诊断与保护功能.试验和应用证明,该控制系统可以实现精密、稳定的控制,提高了电源的适应能力,拓宽了实用范围.     

超短脉冲微细电解加工电源研制

本文提出一种用于微细电解加工的超短脉冲─纳秒级脉冲电源,其最小稳定输出脉宽100ns,额定电流1A,占空比和频率均独立可调。该电源采用直流加斩波输出方案,直流部分采用稳压集成块调压,电路简单可靠,成本低廉。设计的高频信号发生器工作频率范围宽,波形调节方便;快速驱动信号具有陡峭的上升和下降沿,为斩波器提供了良好的驱动保证。斩波主器件采用快速互补功率场效应管,解决了波形失真问题。针对微细电解加工工艺的特点设计快速保护电路,实现高精度的微细电解加工。利用本电源样机加工出典型微细零件,验证了该电源的有效性。     

超短脉冲微细电解加工电源及工艺试验

脉冲电源是实现高精度电解加工的关键技术之一.文中研制了一种用于微细电解加工的超短脉冲--纳秒级脉冲电源,其最小稳定输出脉宽为100 ns,额定电流为1 A,占空比和频率均独立可调.该电源采用直流加斩波输出方案,直流部分采用稳压集成块调压.设计的高频信号发生器工作频率范围宽;驱动信号具有陡峭的上升和下降沿,为斩波器提供了良好的驱动保证.斩波主器件采用快速互补功率场效应管,解决了波形失真问题.文中还针对微细电解加工工艺的特点设计了快速保护电路,实现了高精度的微细电解加工.最后,利用该电源样机加工出典型微细零件,验证了电源的有效性.     

混合式步进电机的新型驱动电路

本文论述了采用N沟道VMOS开关管构成的功率步进电动机驱动电源的设计,给出了电源中的斩波限流电路和调频调压电路。     

双端脉冲式变压变频电镀电源研制

概括了传统电镀电源应用时存在的主要问题,研制了双端脉冲式变压变频电镀电源.该装置主回路由可控硅调压和IGBT斩波变换器组成,控制回路采用了性能优良的专门应用于实时控制领域的数字信号处理器TMS320F240.实验结果表明,在金属及其合金表面生成陶瓷层的阳极氧化方法中,该系统能很好的实现电压波形变换和宽范围的脉冲参数调节.     

步进电机高性能驱动装置的研究

本文论述了采用N沟道VDMOS开关管构成的功率步进电动机驱动电源的设计，说明了驱动系统的工作原理，给出了装置中的调频调压电路、PWM串联型开关电源和斩波限流电路．     

LED闪光灯电源的研究与设计

本设计以STC12LE5201AD单片机作为闪光灯电源的控制核心.采用电流斩波电路将3 V输入电压升高给控制器供电.通过电阻反馈电流、单片机输出PWM、场效应管开关控制电路、电流恒流源控制等方式有效的恒定输出电流.实验表明,该变换器能将电池电能转化为恒流输出、同时实现连续和脉冲两种输出模式、电流档位的选择、输出电压限压保护和过载报警功能.系统输出相对误差小于2%,效率达到91.8%,能够满足恒流稳压电源的要求.     

固态Marx发生器均流技术研究

为了提升固态脉冲发生器在低阻抗负载时的稳定性,提出了一种并联开关管电路的均流技术,采用增加小电阻降栅压的方法,设计了并联开关管测试电路和并联全固态Marx发生器测试电路对其均流效果进行验证。实验结果表明,并联结构的脉冲电源的内部浪涌电流得到有效抑制,开关管工作在安全工作区内,脉冲电源系统的稳定性得到了提高。     

针对位置灵敏涂硼稻草管中子探测器的读出电子学设计

涂硼稻草管中子探测器将替代3 He管探测器应用在清华大学微型脉冲强子源(CPHS)小角散射谱仪上。该文设计了针对该新型位置灵敏中子探测器的读出电子学系统,通过分析探测器和前端电路的噪声,得出了位置分辨率的估算方法,并结合根据探测器输出信号特征优化了电路参数。对1.0m长的涂硼稻草管及其读出电子学系统分别进行了电荷注入测试和中子束流测试,位置分辨率的测试结果分别为2.7mm和4.5 mm。实验结果表明:涂硼稻草管及其读出电子学系统的性能可以满足CPHS小角散射谱仪对中子位置测量的需求。     

应用于MEMS基频率源的CMOS温度传感器

基于TSMC 0.18μm 1P6M CMOS工艺设计了用于在片测温的CMOS温度传感器.该温度传感器采用双极型晶体管为测温核心器件,使用缩放式模数转换器(ZOOM ADC)来实现温度信息的读取.温度前端电路采用动态匹配技术(DEM)和斩波技术来降低电流源失配和运放失调,实现对电流增益β_F的补偿,提高电路的精度.同时,将ADC所需的控制时钟电路集成在片内,降低了系统应用的复杂度,整个系统面积为780μm×800μm.仿真表明,在1.8 V电源电压下电路的静态功耗为240μW,通过两点拟合校正后,实现了在-55℃～125℃量程内的测温精度为±0.5℃.     

基于AVR单片机的高压脉冲电源控制器

高压脉冲供电技术是一种有效的电除尘器新技术。本文提出了一种基于AVR单片机的高压脉冲电源控制器,该控制器可以输出20~50KHz可调的PWM波,占空比也可在12%~50%范围内可调。该控制器采用了μC/OS-Ⅱ操作系统。对硬件实现和操作系统进行了介绍,同时通过实验验证了可行性和可靠性。     

静电除尘用新型脉冲高压电源研究

高压电源是静电除尘设备的关键电气部分,对提高除尘效率和减少电能消耗具有重要作用。提出了一种新型脉冲高压电源设计方法,采用高压直流叠加高压脉冲构成电源系统;之后,着重研究了高压脉冲电路的建模与分析,并通过理论分析公式得到设计参数。最后,利用MATLAB/SIMULINK仿真新型脉冲高压电源系统得到实验结果;并且通过与脉冲变压器实际产品的数据进行比对,表明了所设计方法的有效性与可行性,且对实际研发产品有一定的指导意义。