用ISP器件和IR2110芯片研制高压多路波形发生器

论述了利用ISP器件产生13路脉冲波形的设计方法及具体的实现电路，分析了由MOS管专用驱动芯片IR2110组成的高压自举脉冲功率放大电路的工作原理。     

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。     

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。     

AlGaAs窄条型自脉冲半导体激光器的模拟设计

采用一维计算模型对窄务型自脉冲激光器的结构进行了全面的模拟设计.数值计算模型基于有效折射率法和窄条型结构的自维持脉冲机理,在有源层载流子浓度调节下光场产生的自聚焦和散焦现象增强了自脉冲效应.多量子阱AlGaAs器件的设计输出自脉冲频率达到1.45GHz,完全符合实际器件参数.     

新型超宽带穿墙雷达单周期窄脉冲产生技术

提出了一种电路结构简单、成本低廉的新型单周期窄脉冲产生方法,设计的脉冲产生电路主要由基于阶跃恢复二极管和微波三极管的脉冲产生电路,基于肖特基二极管和终端并联短截线的脉冲整形电路以及RC微分电路三部分组成.分析了电路各部分的工作原理和设计方法,并利用ADS软件对整个电路进行仿真.实验测试结果表明,设计的脉冲产生电路能够产生峰峰值为7.6V、脉宽为500ps的单周期脉冲信号,且脉冲振铃小、波形质量高,与软件仿真结果基本吻合,是一种适用于超宽带穿墙探测雷达系统的单周期脉冲发射机电路.     

中子管离子源2 kV高压脉冲电源的研制

高压脉冲电源在电场杀菌、等离子体发生器、激光技术、中子测井等领域有广泛应用。其中,属于核测井技术的脉冲中子测井技术需使用特定的脉冲和测量时序,因此设计了应用于中子测井技术中的高压脉冲电源系统。该系统通过单端反激式逆变电路和半臂逆对称式倍压整流电路得到了稳定的直流高压,通过开关管串联的方式解决了MOSFET管耐压不够的问题,设计了斩波控制电路,实现了高压状态下的斩波功能。对系统进行了带负载实验,实现脉冲电压0~2 k V,频率500 Hz~10 k Hz连续可调,最小脉宽40μs的精确控制,多次实验结果验证了该方案的可行性。该电源具有功耗低、体积小、实验成本低等特点,基本满足了测井中子管中对离子源的供电需求。     

基于自触发方法的脉冲激光雷达接收电路功率敏感特性研究

对自触发脉冲激光雷达接收电路中光电二极管在不同光照功率下的敏感特性进行了研究,通过对接收电路中光电二极管PN结空间电荷区宽度在不同光照功率下的变化进行了理论分析,得出了在接收电路中不同光照功率对于自触发脉冲激光测量周期和激光脉冲信号宽度的影响。针对这一现象通过基本方程进行了描述,并通过所设计的交错控制自触发脉冲激光雷达实验装置验证了理论分析的正确性。该实验方法可以证明出激光雷达接收电路在不同光照功率下,自触发脉冲激光测量周期和激光脉冲信号宽度会产生延时误差。     

隧道地质超前预报探地雷达脉冲源的设计

为解决探地雷达用于隧道地质超前预报时探测距离小的问题,在分析了雪崩三极管工作原理的基础上,设计了基于两级雪崩三极管串行级联的窄脉冲产生电路.该电路利用雪崩三极管作为电路的核心器件产生的窄脉冲,可满足探地雷达对发射脉冲大幅度、近似高斯单周波的要求.实验结果表明,脉冲源在50 Ω负载下,能生成幅度256 V、3 dB带宽可匹配中心频率为100 MHz的探地雷达超宽带天线、重复频率可达100 kHz的窄脉冲信号,具有硬件简单,性能稳定等优点,可作为探地雷达进行隧道地质超前预报时的发射信号源,实现大深度探测.     

用于飞行时间质谱仪的高压延时脉冲串发生器的研制

介绍了一种高压延时脉冲串发生器的原理和测试结果。该发生器使用简单的RC电路,通过延时调节、脉冲串产生和高压脉冲串产生三个步骤实现了0～±800V高压脉冲串的输出。此高压脉冲串上升沿小于100ns,可实现2μs～30ms的延时,产生的脉冲串总宽度可在1～10ms内调节,脉冲串内脉冲频率为1～10kHz可调,且产生的波形稳定,误差不超过1%,可用作垂直引入式飞行时间质谱仪里的推斥电源,用于离子的采样。同时介绍了电路各部分的调节方法、波形的输出及抖动情况,分析了误差的产生主要来自电路中电阻电容的不稳定性。提出了装置的不足之处及需要改进的地方。     

一种超长时间的峰值保持器

针对高压脉冲试验或老化设备中高压脉冲峰值电压和峰值电流测量的需要,设计了一种两级脉冲电压峰值保持器电路.该电路兼顾了适应快速脉冲前沿(约100 ns)和超长时间保持(约10 s)两方面的性能要求,可以实现超长时间的快速峰值电压保持.实验结果表明,该电路可以获得长时间的峰值保持,满足后续慢速测量电路如数码显示表头、工业PLC模拟量输入模块等的需要,替代高性能数字示波器的测量功能.     

一种具有零稳态电流的新型上电复位电路

为实现具有超低功耗且稳定可靠的上电复位电压输出,提出了基于电平检测的具有零稳态电流的新型上电复位电路,该电路由电平检测电路、状态锁存电路和欠压检测电路组成,通过在上电复位之后切断电平检测电路的电源实现复位稳定后的零稳态电流,其输出复位电压的状态由状态锁存电路锁存.该电路采用0.18μm Bi-CMOS工艺设计,电源电压为1.8 V.Cadence Spectre的仿真结果表明,该电路在上电复位结束后的稳态仅有数纳安的漏电流,起拉电压和欠压检测电压受温度影响很小,因而适用于集成到超大规模片上系统(SoC)芯片中.     

幅度-脉宽调制式功率变换电路及其显示系统

本文提出了幅度-脉宽调制原理的功率变换电路.锯齿波信号u_s加到比较器的反相输入端;与被测负载电流瞬时值成比例的信号u_i加到比较器的同相输入端.两信号在运放内进行调制,使其输出脉冲的吝个间隔分别决定于被测电流各瞬时值的大小.此输出脉冲加到积分-断流单元晶体开关管的基极.晶体开关管的集电极与发射极间的电压取决于电网电压.这样,积分-断流单元输出直流信号的平均值就与被测电路的功率成正比.文中对此种功率变换电路的误差进行了理论分析和数学推导. 文章还扼要介绍了双积分型A/D转换器及LED显示系统.     

高效电压调节型电火花脉冲电源的设计

在对传统脉冲电源和现有节能脉冲电源的工作原理、控制策略进行分析的基础上,针对传统脉冲电源存在电能利用率低的弊端,提出一种高效电压调节型火花放电脉冲电源.这种电源的电路具有自适应调节输出电压和等电流脉宽的特性,利用电路的拓扑结构进一步优化控制策略,演算电路的动态分析模型,同时对电路的各个主要器件进行设计和计算,给出实际电流电压波形以及自适应调压波形.结果表明:所设计的电源可实现空载电压、脉冲宽度、脉间宽度大范围独立可调,彻底取消耗能严重的限流电阻;电路具有较高的调压精度和较好的加工工艺效果.     

基于频响分析法的脉冲电源与容性负载间匹配电路设计

为克服传统的基于负载匹配法设计的匹配电路存在导致容性负载上脉冲电压上升率明显降低的不足，提高脉冲电源在容性负载下的应用效果，提出了将频响分析用于设计脉冲电源与容性负载问匹配电路的方法．基于此法设计了一种由电感（Lm）支路和与其并联的阻-容（Rm-Cm）串联支路构成的匹配电路，当Lm、Rm和Cm满足使容性负载上的脉冲电压（u2）与脉冲电源输出的脉冲电压（u1）之比（u2/u1）的频响特性，在脉冲电源输出的脉冲电压的有效频谱范围内接近不失真系统频响特性的条件时，可在容性负载上得到既无振荡，且上升率高的脉冲电压．实验验证该匹配电路是有效的．     

基于晶闸管的放电冲击波油气增产装置研制

井下电脉冲技术是实现油气井解堵增产的新型途径之一,放电开关是支撑其产生冲击压力波的基础。本文针对基于自触发气体开关的油气井增产装置放电电压不可控的缺点,设计了一种利用晶闸管串联构成放电开关的新型油气井增产实验装置。为确保实验装置能安全应用于大功率高电压场合下,设计了静态与动态均压电路,以避免装置运行时晶闸管过电压击穿。使用现场可编程门阵列(FPGA)作为主控芯片,控制晶闸管导通放电,实现放电电压的可控调节。采用光纤传输控制信号,使隔离电压不受限制。同时设计了高压取能单元,为各晶闸管驱动电路提供独立的供电电源。实验结果表明,此装置电压钳位能力良好,放电电压控制精确,解堵效果明显,为新型油气井增产装置井下作业奠定了基础。     

基于触发回路的Marx装置同步性能优化

Marx装置中气体开关的可靠击穿是同步的关键,必须对其触发回路进行研究,使开关能在极短时间内依次连续击穿。利用ATP-EMTP软件进行触发回路的仿真研究,得到模拟实际触发开关中的触发脉冲。通过研究分析触发电缆的长度、波阻抗以及触发电阻对触发脉冲的影响,并结合气体开关的电压建立时间以及触发脉冲波形的要求,给出了Marx装置触发回路合理的参数选择;并仿真产生了符合要求的触发脉冲波形,保证气体开关的可靠击穿与装置的同步性能。     

电磁驱动式线圈发射器触发策略与实现

驱动线圈在电枢运动到最佳触发位置时的同步触发放电是多级感应线圈发射器研究过程中的难点.通过最佳触发位置特性分析,提出根据电枢初速得到最佳触发位置的触发策略,通过数值仿真得到电枢速度和驱动线圈最佳触发位置之间存在的函数关系,采用光电测速和软件延时相结合的控制策略,实现了任意速度下电枢的同步触发控制.设计了系统的光电测速电路、高压触发脉冲发生电路、控制电路和程序流程图,并通过试验验证了触发系统工作的可靠性和一致性.     

低频楼梯压电发电装置的数学模型和实验

 为收集和利用密集人群对楼梯的踩踏能量,设计了一种基于低频的新型楼梯压电发电装置,基于RLC 等效内阻建立了该装置的发电电路和数学模型;利用搭建的振动实验平台,对等效电路和数学模型进行实验验证。结果表明,在低频条件下,激励位移越大,频率越小,该压电发电装置输出的电能越大;压电发电单元的实验输出电压为电路中等效电阻Z₂的电压,利用数学模型计算得到的理想电压源电压是实验空载电压的2.64~2.88 倍;通过对实验数据的分析计算,得到了与理论计算电压变化规律相一致的实验电压源电压,两者最大误差为7.1%,验证了该压电发电单元等效发电电路和数学模型的正确性。