基于DSP的X光机控制系统研究

针对传统的X光机具有体积大、重量沉、效率低、操作不方便以及智能控制系统主体功能单一、速度慢、性能低、稳定性差、集成度低等缺点,介绍了一种基于DSP的X光机智能控制系统的设计方案.该智能控制系统以TMS320F28335DSP为核心控制器件,采用集成数字化控制,并结合新型高压开关电源和高频灯丝电源技术,构建了双路DA输出、双路AD采样、实时控制及报警信息反馈、数字PID调节的闭环控制电路.经多次测试结果表明,该系统能够达到管电压0~50kV连续可调,X射线管电流0~40mA连续可调等目标.该智能控制系统具有外围电路简单、操作简便、工作稳定、精度高、软件开发周期短、设计灵活等优点.     

用于X射线测厚仪的高压直流电源的设计

为了解决X射线测厚仪管电压纹波系数大,电源稳定度低等问题,设计了一种用于X射线测厚仪的高压直流电源。设计电压为80 kV、电流为1 mA,系统采用了正负双向倍压整流电路。测试结果表明,所设计的高压直流电源稳定度高、纹波系数小。     

便携式高频X射线机球管的设计与制作

设计制作出一种便携式高频X射线球管,并提出计算模型,适合用于制造用于文物检测、牙科检测、骨密度检测、异物检测、种子活力检测、电路缺陷检测等领域的便携式高频X射线机。该球管包含高频高压变压器、倍压整流电路、X线管、灯丝加热电路,管电流检测电路、管电压检测电路、温度检测电路,以及外壳体、绝缘、密封等结构。外壳形成密封容器,充满散热绝缘材料,外壳上有一开口,X射线通过该开口向外发射。在本设计中有管电压、管电流反馈,还有管内温度反馈,更能精度地控制X射线发生器的工况。实例制作出的球管具有体积小、密封性能好、功能更全面。实例表明该设计方案合理、可行。     

高效率、低功耗直流电压转换器芯片的设计与实现

提出了一种基于脉冲宽度调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)模式的高效率、低功耗直流电压转换器的设计方法.电路在负载电流大于60 mA时采用开关频率1 MHz的PWM工作模式,在负载电流小于60 mA时采用开关频率降低的PFM工作模式,实现了在0~250 mA负载电流变化范围内的高转换效率.当输出电压达到预计输出电压的102%时,电路自动进入待机状态,使得静态工作电流降低.芯片采用CSMC公司的0.5μm CMOS混合信号模型设计和流片.测试结果表明:该电路可实现PWM和PFM模式供电以及两种模式之间的平稳过渡,具有较好的负载和线路电压调整,其输出电压的误差小于±2%,最大静态工作电流小于15μA,最大转换效率达92.6%.     

一种电压/电流和电流/电流转换电路的设计

根据传感器应用要求,介绍了一种实用的电压/电流(V/I)和电流/电流(I/I)转换电路的设计。其中V/I电路可以将传感器提供的0～5V的电压信号转换为1～5mA的电流信号,I/I电路可以将4～20mA的电流信号转换为1～5mA的电流信号,实验结果表明两种转换电路均满足设计要求。     

一种高分辨率直流信号源的设计

直流信号源是工业控制中用来校准变送器，输出直流电压，电流信号的高精度仪表。文章提出了一种能够产生宽动态范围，高分辨率直流电压、电流信号的技术。本设计采用了双D／A补偿技术，实现了直流电压信号动态范围0—12V，分辨率为0．1mV，直流电流信号动态范围0—20mA，分辨率为0，001mA的便携式仪表。文章还提出了一种新的V/I转换电路，并对该电路进行了分析。同时，设计还采用了单片机的IAP功能进行了系统定标。最后，对于设计的直流信号进行了测试，并给出了测试数据。     

基于LM3S8962的简易恒流电子负载

为测试开关电源的性能指标,设计了一种基于LM3S8962的简易恒流电子负载.该系统以LM3S8962单片机作为核心控制器,产生D/A输出信号加至功率MOS管IRF540的栅极,通过PI调节改变功率管的栅压从而控制其导通电阻,同时通过采样反馈电路检测端口电压及电流,经A/D转换后送给单片机,形成对电源端口电流的闭环控制,使负载上的电流保持相对恒定.该装置可通过键盘设定输出电流值,可调范围在100～1 000 mA之间设置,分辨率为10 mA,可检测被测电源电流值、电压值等参数,并通过LCD显示,系统具备过压保护功能.该装置结构简单,操作方便,显示界面直观明了.测试结果表明,该电子负载恒流效果良好,系统误差在±1%范围之内.     

全桥LLC串联谐振X光机高压直流电源

针对X光机电源的全桥移相拓扑结构存在占空比丢失问题,提出一种全桥LLC串联谐振变换器与单相双向对称倍压整流电路相结合的高频高压X光机电源。在主电路中,采用全桥LLC串联谐振、高压变压器、单相双向对称倍压整流电路;从理论上分析了零电压软开关工作条件,建立主电路基波等效(fundamental harmonic approximation,FHA)模型,并对主电路的参数进行设计。仿真结果表明：输出电压可以在40～120 kV内连续可调,不存在占空比丢失;输出电压上升时间短、纹波小。证明了所提出拓扑的正确性和可靠性。     

高精度轨对轨CMOS峰值检测电路设计

介绍了一种高精度轨对轨CMOS峰值检测电路设计。基于信号“先缩小后放大”,在MOS采样开关管控制下电源对存储电容充电,该电路实现了轨对轨峰值检测,降低了检测电路的工作电流,提高了MOS开关管的速度和峰值检测的精度。该电路设计基于CSMC 0.5 um CMOS工艺,采用了5 V单电源,检测精度小于1 mV ,检测电压范围为0～Vdd ,整个检测电路的静态电流消耗为2 mA,正常工作频率为0.1 HZ～10 KHz。     

基于单片机的转速测量及输出4～20mA电流的系统设计

针对工业标准电流4～20 mA的产生,设计了一套将车轮转速转换成标准电流输出的控制系统。该系统采用24 V直流电源供电,经降压处理给单片机提供+5 V的工作电压,然后由单片机实现对车轮转速信号的采集、处理,数/模转换器MAX538则把处理后的数字量转换成电压,并借助电压/电流转换器AD694将电压转换成4～20 mA的电流供给后级设备。     

一款精度高、响应速度快的电流检测电路

提出一种应用于电流模的PWMDC-DC转换器系统、利用senseFET作电流检测器件的新颖的电流检测电路。该电路结构简单,易于集成,具有功耗低、频率特性好、响应速度快、不降低电源系统的工作效率等优点。同时,该电路在很大的负载电流范围内实现高精度的电流检测功能。芯片利用CSMC0.5μm 2p3M 3.3V CMOS工艺实现。这款降压芯片能够在1.2～2MHz的频率范围内将输入的2.5～5.5V的直流电源电压转换为1.5V的稳定直流电压输出,完全适用于单节锂电池电源的系统。在50～600mA的负载电流范围内,测试检测电流的精度最高可达到97.75%。     

一种高摆率低功耗无片外电容的LDO设计

本文介绍了一种低功耗的无片外电容快速响应的低压差线性稳压器(LDO),用于数字电路供电.该LDO采用电流型跨导运算放大器,克服了传统运算放大器摆率和静态电流之间的矛盾.提出了一种瞬态增强电路,既可以动态地调整误差放大器偏置,同时也能够直接对调整管栅极电压进行调节,增强了负载瞬态响应性能.该LDO基于28nm CMOS工艺,面积为55×42μm2.输入1.1V,压差约为100mV,最大负载电流50mA.静态电流为5μA,在负载电流变化率为49.9mA/μs的情况下,恢复时间为2.5μs,过冲电压和下冲电压均小于100mV.     

基于FPGA的辐射定标电源系统

提出了输出电流精密可调的辐射定标电源的实现方法.以FPGA为系统控制核心,完成键盘输入和输出电流、电压显示,利用D/A芯片来控制输出电流的大小,并采用了数字、模拟反馈电路与最小二乘法相结合的方法来实现输出电流的精密控制.该恒流源的输出电流范围为4～2000mA,步进为0.5mA,能实时显示输出电流和电压值,输出电流与给定电流值的偏差范围为0.1%～0.25%,纹波电流小于0.2mA,输出电压范围在0～12V之间.     

一种用于大电流LED驱动的高侧电流检测电路

针对LED驱动中宽输入电压范围和高精度检测的要求,提出了一种高侧电流检测电路.采用互补金属氧化物半导体(CMOS)器件作为放大器,通过检测串联在电路中的采样电阻两端电压差的大小,用滞回控制方法控制电流回路的通断,能精确控制0.5~5 A的输出电流,在5~40 V电压下达到了3%的检测精度.该电路结构简单,通过0.6μm5~40VCMOS-双重扩散金属氧化物半导体(CDMOS)工艺流片验证,芯片测试结果表明电路工作良好,能满足要求.     

一种新的电流模式升压开关电源中的电流检测电路

电流检测电路是功率集成电路中重要的功能模块.一方面它可以大大提高整个系统环路的稳定性,另外一方面也可以避免功率管被大电流烧毁.目前已有多种拓扑结构的电流检测技术,通常采用的方法是在所要检测电流支路上加入一个小电阻,通过采样电阻上的压降来反映支路上的电流,或是利用MOS管的漏源电压的变化来采样流过该管的电流.前者将增加一个额外的功率损耗,而后者由于温度等变化导致电流检测精度的降低.文章设计了一种新型低功耗的高精度电流检测电路,采用2个MOS管串联的形式作为检测拓扑,利用三极管高增益的特性,克服了传统电流检测技术中增加额外功耗和精度较低的缺点,并通过电路的优化设计,降低了温度、电源电压和偏置电流对电流检测结果的影响.     

锂离子电池供电型便携式高频X射线机的研制

在总结相关专利的基础上,本文发明了一种便携式高频X射线机的锂离子电池的供电方法和控制电路。阐述了锂离子电池给X射线管的高压供电和灯丝加热。设计了半桥逆变的主电路方案,以及X射线机的管电压和管电流的反馈检测电路装置。样机总质量1.5 kg,总体积不大于15 cm×15 cm×15 cm。电池组容量可曝光300次,输出电压范围在19~25 V之间,管电压60 k V,波动5%,管电流2 m A,波动8%。样机轻便,体积小,便于携带,且能拍摄出清晰图片,能满足拍片要求。基于半桥逆变的供电方案,其管电流、管电压的波动比全桥逆变供电时要大,即精度会有所降低,但其结构简单,成本降低,体积减少,适合制作小容量的便携式X射线机。     

一种采用电流缓冲器的反嵌套密勒补偿型LDO

为了提高低压差线性稳压器(low dropout regulator,LDO)在全负载电流范围内的稳定性，提出了一种采用电流缓冲器的反嵌套密勒补偿结构(reverse nested miller compensation with current buffers,RNMCCB)的LDO，外部补偿环使用电流镜作为反相电流缓冲器，内部补偿环使用共栅级放大器作为电流缓冲器。该补偿结构不需要额外的晶体管，保证了LDO的负反馈性质;引入两个左半平面的零点，增加了电路的相位裕度。仿真结果表明，在轻载(1mA)至重载(600mA)、输出电容为0.1~5μF环境下，最小相位裕度为38°，输出电压的下冲为10.6mV，上冲为11.7mV，达到设计要求。     

一种双极型LDO线性稳压器的设计

介绍了一种基于双极型工艺的线性稳压器设计。该电路主要应用于便携式电子产品的电源系统,调整管采用超β横向PNP管,使其具有低压差、低静态电流、低线性调整率和低负载调整率的特点,同时含有使能开关、过温、过压和过流保护等功能。用hspice进行仿真,仿真结果表明,在(-55~125)℃的范围内,基准温漂可达到20×10-6(ppm)/℃;在(5~26)V的电源电压中,电压线性调整率可达到±1%。     

新型低泄漏防闩锁ESD钳位保护电路

提出了一种新型抗静电泄放(ESD)钳位保护电路--栅控可控硅级联二极管串(gcSCR-CDS)结构.相比传统级联二极管串(CDS)结构,新结构利用插入的SCR管减小了钳位电路的泄漏电流和导通电阻,提高了电路的抗ESD能力;利用栅控的PMOS管,提高了维持电压,抑制了闩锁效应.0.35μm标准CMOS工艺流片结果表明,该结构泄漏电流为 12nA,抗ESD能力超过 8kV.     

基于改进型i_p-i_q检测方法的配电网静止同步补偿器及其控制器的设计

指示电流检测环节是配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)的重要环节。但在系统三相电压不平衡且电网电压基波频率波动的情况下,采用传统的i_p-i_q检测方法无法快速、准确地检测非线性负荷的电流,从而导致DSTATCOM中的无功电流检测环节产生误差,进而影响系统的无功功率平衡,造成系统电压不稳定。针对此问题,提出了在传统i_p-i_q检测方法基础上进行改进的方法,并且采用自抗扰控制器(ADRC)对检测环节进行控制,从而实现有功与无功电流的解耦,最后在仿真软件中搭建10 kV配电网线路模型进行仿真。验证表明,此检测方法能够准确地检测和补偿系统的谐波和无功分量,并且自抗扰控制器优于传统比例-积分-微分控制器,具有良好的跟踪效果和抗扰特性,同时说明了改进型检测方法和控制器的可行性。