基于氮化镓器件的LLC谐振变换器的驱动波形优化及损耗分析

随着第三代半导体器件氮化镓器件的逐渐成熟,使进一步提高直流电-直流电(DC-DC)变换器效率成为可能。探讨了氮化镓栅极正向阈值电压较小和具有反向导通能力的特性,并针对这些特性设计了新的驱动方式。之后从变换器损耗的角度,提出了基于损耗分析的最小损耗时的死区时间,确定了驱动波形的具体参数。并优化设计了主要磁性元件的设计流程以减小涡流损耗。经过仿真软件验证结论后最终给出了设计参数,并制作出了高效率的试验样机,证明了使用新型驱动电路的氮化镓LLC变换器高效、工作稳定。     

海洋可控源甲板监控系统GPS对钟的设计与实现

为了实现发射装置、接收装置及海洋可控源甲板监控系统的同步,需要利用高精度的GPS对钟系统实现在海洋环境中同步对钟。首先对海洋可控源甲板监控系统作简要介绍;分析在海洋环境中如何应用GPS对钟系统实现监控船与深海探测装置的时域和频域的同步;重点研究了在海底探测装置中设置的GPS对钟系统的单片机实时时钟(RTC)与GPS卫星的PPS秒脉冲的同步,从而达到了海洋可控源甲板监控系统与海底探测装置同步采集数据的目的。     

基于改进粒子群优化算法的可控发射电流频率SHEPWM控制方法

针对传统方法控制的发射电流频率间隔固定、 频域不完全可控的问题, 为提高频率域电磁测深效率, 提出一种基于改进粒子群优化算法的可控发射电流频率的选择性谐波消除脉宽调制(SHEPWM)控制方法. 先根据勘探目标计算出期望的频谱, 再根据发射电流的时频域特性建立半周期镜像对称SHEPWM非线性方程组, 最后采用改进粒子群优化算法对非线性方程组求解, 得到对应的开关时刻序列, 由开关时刻序列控制发射系统逆变器, 即可输出探测所需的发射电流.  当勘探特定深度目标时, 发射系统可输出最优的发射电流, 进而提高纵向分辨率.     

PWM斩波与恒压钳位控制瞬变电磁发射系统

针对磁性源发射系统中波形质量差,效率低、下降沿关断慢等问题,提出一种PWM斩波和恒压钳位控制方式相结合的控制方法,并通过软件仿真比较采用该方法的发射电路与传统的H桥发射电路的波形质量和关断时间。研究结果表明:该方法通过提高发射线圈电流下降段的馈能电压,加快IGBT关断过程发射线圈电流下降速度,缩短关断时间,丰富发射波形的频率成分,有利于瞬变电磁探测。同时,馈能环节能够回收发射线圈能量,提高整个发射系统的效率。采用PWM斩波控制技术控制发射电流平顶段,平顶段发射电流斜率为0,降低了发射电流上升段和平顶段对接收信号的干扰。发射波形近似理想梯形波,与无钳位的传统发射电路相比,在发射电流为15 A的情况下,下降沿时间由500μs缩短为100μs,对于浅层的探测效果更好。     

嵌入式PC104在不接触电法测量中的应用

在不接触电法测量中,为了清晰精确地观测发射机发出的经过空间和地下介质耦合的微弱信号,设计了不接触电法测量仪器的嵌入式智能化系统.该系统以嵌入式PC104计算机作主控单元,采用可编程逻辑器件作为硬件接口电路,在Borland C 环境下,编制了基于UCDOS的控制、采集驱动和数据处理程序.通过实验数据表明,该仪器接收到的信号是地下介质的真实反映.基于嵌入式PC104的系统设计方案可用于更多其他控制过程较复杂、工作环境恶劣和背景噪声大的测量控制场合.     

基于取样积分技术的数据采集系统

为了实现从强噪声中提取微弱信号,设计了一种基于取样积分技术的数据采集系统,并就系统的结构、设计中的关键电路进行了研究,提出了一套完整的信号采集方案。系统中以积分电容作为取样信号的载体,积分的过程本身就是信号累加的过程,因此避免了在传统密集采样过程中数据量庞大及数据处理难的问题,实现了从强噪声中提取毫伏级信号。实验结果表明,取样积分方法改善了系统的信噪比,提高了信号的识别能力(在无需放大条件下,可检测的有效信号的动态范围达130 dB),在具体应用中取得了良好的效果。     

基于DDS技术的chirp信号产生系统

线性调频信号(chirp)是一种具有良好的脉冲压缩性能及分辨能力、较为成熟和应用最广泛的一种脉冲压缩信号。本文介绍了基于DDS技术产生线性调频信号的硬件和软件方案。实际应用结果表明所产生的chirp信号稳定性好、分辨率高、抗干扰等一系列优点,能满足工程的要求。     

基于改进粒子群优化算法的可控发射电流频率SHEPWM控制方法

针对传统方法控制的发射电流频率间隔固定、 频域不完全可控的问题, 为提高频率域电磁测深效率, 提出一种基于改进粒子群优化算法的可控发射电流频率的选择性谐波消除脉宽调制(SHEPWM)控制方法. 先根据勘探目标计算出期望的频谱, 再根据发射电流的时频域特性建立半周期镜像对称SHEPWM非线性方程组, 最后采用改进粒子群优化算法对非线性方程组求解, 得到对应的开关时刻序列, 由开关时刻序列控制发射系统逆变器, 即可输出探测所需的发射电流.  当勘探特定深度目标时, 发射系统可输出最优的发射电流, 进而提高纵向分辨率.     

基于脉宽调制的软开关等离子扬声器

为实现等离子扬声器低功耗与产品化, 在理论分析基础上, 结合零电压开关(ZVS: Zero Voltage Switch) 和脉宽调制(PWM: Pulse-Width Modulation)两种方案的优点, 提出了一种基于 PWM 脉宽调制的软开关控制方 式。 驱动电路采用 IR2110 芯片增强电路的驱动能力, 开关部分则采用软开关的方式提高了电路的整体效率。 通过对比分析电源输入功率、 开关管发热情况和电弧长度后发现, 该方案在电弧长度为 1. 5 cm 的情况下电源 输出功率为12 W, 两开关管的表面温度分别为50℃和58℃。 实验结果表明, 该方案降低了功耗, 提高了整体 电路的稳定性和安全性, 同时降低了控制开关管的 PWM 波的失真度, 因而具有更优秀的实际应用与产品化 能力。     

瞬变电磁法弱信号检测技术研究

在简要介绍瞬变电磁法原理的基础上，总结了电磁噪声特性；重点研究TEM(Transient Electromagnetic Method)信号同步采集与实时处理算法，将双极性同步叠加平均算法等效为梳状滤波器，经过N个周期的2N次迭加平均，对等精度测量的重复信号不奇变，对加性白噪声，信噪比提高(2N)^1/2倍；适当选择发射周期T和周期数N就可以随意设置梳状滤波器的零传输点，有利于消除某些频率的干扰；依据拉依达准则，剔除测量误差大于3倍标准差的奇异数据并以算术平均值代替，简便易行。