交錯并聯反激變換器具有電路結構簡單,控制方便等優點,并且可以實現電氣隔離。但是其升壓比不高,變換器中主開關管電壓應力較大,且工作中開關管處于硬開關狀態,限制了變換器的效率。 針對交錯并聯反激變換器所存在的問題,本文提出了一種新穎的基于耦合電感第三繞組實現的原邊并聯、副邊并聯隔離型軟開關Boost變換器。該變換器繼承了交錯并聯反激變換器的優點,兩個并聯單元互補工作,分擔功率損耗,輸出電壓的脈動頻率為主開關管的兩倍。不同的是,該變換器具有較高的升壓比,變換器中主開關管的電壓應力較小,克服了交錯并聯反激變換器的問題。在軟開關方面,變換器使用有源箝位軟開關電路,使主開關管與箝位開關管都實現了零電壓軟開關動作,提高了變換器的效率與使用壽命。因此,它與交錯并聯反激變換器相比,更適合于低電壓輸入、高電壓輸出的應用變換場合。 在該變換器的基礎上,針對變換器中輸出二極管電壓電流振蕩較大,本文還提出了經過改進的引入輸出箝位電容的變換器。輸出箝位電容抑制了二極管兩端電壓的振蕩,減小了二極管的電壓應力,提高了變換器的效率。 最后,本文通過仿真與實驗驗證了基于耦合電感第三繞組實現的原邊并聯、副邊并聯隔離型軟開關Boost變換器及其改進型變換器方案的可行性與合理性。
上傳時間: 2013-05-20
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近年來,在電氣傳動領域中三電平變頻器得到了廣泛的應用。三電平逆變器拓撲結構的出現為高電壓、大功率變頻器的實現提供了一個有效的途徑。研究和開發三電平大功率變頻器,無論在技術上還是在實際應用上都有十分重要的意義。本文圍繞三電平大功率通用變頻器的實用化技術進行了深入分析和研究。 論文首先介紹了三電平逆變器主電路的拓撲結構、控制要求、基本原理、特性和PWM控制策略以及調試中存在的問題和相關的解決方法。 中點電位不平衡是三電平拓撲結構的一個固有問題。針對這一問題,本論文分析了中點電壓不平衡的根本原因,采用了一種基于滯環控制的電壓平衡控制方法。該方法根據負載電流方向的不同組合,通過調整小矢量的冗余狀態和作用時間,并充分考慮到中矢量對中點平衡的影響,動態調整兩個電容器上的電壓,同時,詳細地分析了當參考電壓矢量落到具有一種或兩種冗余小矢量的小三角形區間時開關狀態的選擇、開關序列的順序以及作用時間的分配。 基于載波的調制策略是三電平變頻器采用的主要調制方式之一。本論文對所采用的基于載波的調制策略,作了深入分析,得出了相應的諧波特性。基于諧波總含量,對調制特性的優劣進行了比較,同時得出了不同載波調制策略輸出電壓諧波含量與調制度變化的對應關系,并通過實驗和仿真對相關結果進行了驗證。 主電路和控制電路的硬件設計將直接影響到變頻器的運行性能。本論文介紹了在現場實際運行中變頻器的主回路及其控制回路的硬件設計,采用理論計算與實踐驗證相結合的方法得出器件相關參數,并且針對變頻器內外RCD緩沖電路在工作時所產生的電壓不平衡作了分析,詳細的給出了其緩沖吸收電路算法。 最后,把本文的部分研究結果應用于實際工業現場中,研制了690V/600kW的大功率中壓變頻器,給出了現場運行結果。運行結果表明該變頻器輸出波形良好,性能滿足要求。
上傳時間: 2013-08-04
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隨著電力電子技術的迅速發展,雙向DC/DC變換器的應用日益廣泛。尤其是軟開關技術的出現,使雙向DC/DC變換器不斷朝著高效化、小型化、高頻化和高性能化的方向發展,軟開關技術的應用可以降低雙向DC/DC變換器的開關損耗,提高變換器的工作效率,為變換器的高頻化提供可能性,從而減小變換器的體積,提高變換器的動態性能。雙向DC/DC變換器在直流不停電電源系統、航空電源系統、電動汽車等車載電源系統、直流功率放大器以及蓄電池儲能等場合都得到了廣泛的應用。 本論文首先在研究硬開關的缺陷上,提出軟開關技術;然后在研究雙向DC/DC變換器的基本工作原理的基礎上,對雙向DC/DC變換器的應用及軟開關雙向DC/DC變換器的幾種拓撲結構進一步闡述;把軟開關技術和雙向DC/DC變換器技術有機地結合在一起,提出一種新型的雙向DC/DC變換器的拓撲結構。該雙向DC/DC變換器的降壓變換電路采用移相控制ZVSPWMDC/DC變換器;升壓變換電路采用Boost升壓和推挽式升壓兩種變換器相結合的兩級升壓的新型變換器。 在分別對移相控制ZVSPWMDC/DC變換器和Boost推挽式DC/DC變換器的工作原理進行分析研究的基礎上,使用PSpice9.2計算機仿真軟件對變換器的主電路進行仿真和分析,驗證該新型雙向DC/DC變換器的拓撲結構設計的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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多電平逆變器在大容量、高壓場合得到了廣泛的應用。在多電平逆變器的多種控制策略中,空間矢量脈寬調制(SVPWM)算法具有調制比大、能夠優化輸出電壓波形、易于數字實現、母線電壓利用率高等優點,成為人們關注的熱點。 本文首先對電力電子技術的發展前景和多電平逆變器控制技術的發展狀況進行了綜述。在分析兩電平逆變器工作原理的基礎上對三電平逆變器進行了研究,綜合比較了三電平逆變電路三種典型拓撲結構的優缺點;介紹了二極管箝位型三電平逆變器,分析了二極管箝位型三電平逆變器相對于傳統兩電平逆變器的優點,體現了課題研究的重要意義。其次,本文以中點箝位式三電平逆變器的基本拓撲結構為基礎,著重分析了三電平空間電壓矢量調制基本原理,提出了一種將最近的三個矢量合成參考矢量的空間矢量脈寬調制算法,給出大扇區和小三角形區域判斷規則以及合成參考電壓矢量的相應輸出作用順序,并優化了開關矢量的作用順序,利于實現對中點電壓的控制,使算法易于實現。再次,論文分析了三電平逆變器直流側電容電壓不平衡產生的原因,分析了大、中、小矢量對中點電位的影響,提出了能夠影響中點電位波動的關鍵矢量,并通過分配成對小矢量的作用時間實現了對中點電位的控制。最后,采用MATLAB軟件對所推導的三電平逆變器SVPWM調制算法進行了仿真分析,結果證明了算法的可行性。
上傳時間: 2013-08-01
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自香農先生于1948年開創信息論以來,經過將近60年的發展,信道編碼技術已經成為通信領域的一個重要分支,各種編碼技術層出不窮。目前廣泛研究的低密度奇偶校驗(LDCP)碼是由R.G.Gallager先生提出的一種具有逼近香農限性能的優秀糾錯碼,并已在數字電視、無線通信、磁盤存儲等領域得到大量應用。 目前數字電視已經成為最熱門的話題之一,用手機看北京奧運,已經成為每一個中國人的夢想。最近兩年我國頒布了兩部與數字電視有關的通信標準,分別是數字電視地面傳輸標準(DMB-TH)和移動多媒體(CMMB)即俗稱的手機電視標準。數字電視正與每個人走得越來越近,我國預期在2015年全面實現數字電視并停止模擬電視的播出。作為數字電視標準的核心技術之一的前向糾錯碼技術已經成為眾多科研單位的研究熱點,相應的編解碼芯片更成為重中之重。在DMB-TH標準中用到了LDPC碼和BCH碼的級聯編碼方式,在CMMB標準中用到了LDPC碼和RS碼的級聯編碼方式,在DVB-S2標準中用到了LDPC碼和BCH碼的級聯編碼方式。 本論文以目前最重要的三個與數字電視相關的標準:數字電視地面傳輸標準(DMB-TH)、手機電視標準(CMMB)以及數字衛星電視廣播標準(DVB-S2)為切入點,深入研究它們的編碼方式,設計了這三個標準中的LDPC碼編碼器,并在FPGA上實現了前兩個標準的編碼芯片,實現了DMB-TH標準中0.4、0.6以及0.8三種碼率的復用。在研究CMMB標準中編碼器設計時,提出一種改進的LU分解算法,該分解方式適合任意的H矩陣,具有一定的廣泛性。測試結果表明,芯片邏輯功能完全正確,速度和資源消耗均達到了標準的要求,具有一定的商用價值。
上傳時間: 2013-07-07
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當今電子系統的設計是以大規模FPGA為物理載體的系統芯片的設計,基于FPGA的片上系統可稱為可編程片上系統(SOPC)。SOPC的設計是以知識產權核(IPCore)為基礎,以硬件描述語言為主要設計手段,借助以計算機為平臺的EDA工具進行的。 本文在介紹了FPGA與SOPC相關技術的基礎上,給出了SOPC技術開發調制解調器的方案。在分析設計軟件Matlab/DSP(Digital Signal Processing)。builder以及Quartus Ⅱ開發軟件進行SOPC(System On a Programmable Chip)設計流程后,依據調制解調算法提出了一種基于DSP Builder調制解調器的SOPC實現方案,模塊化的設計方法大大縮短了調制解調器的開發周期。 在SOPC技術開發調制解調器的過程中,用MATLAB/Simulink的圖形方式調用Altera DSP Builder和其他Simulink庫中的圖形模塊(Block)進行系統建模,在Simulink中仿真通過后,利用DSP Builder將Simulink的模型文件(.mdl)轉化成通用的硬件描述語言VHDL文件,從而避免了VHDL語言手動編寫系統的煩瑣過程,將精力集中于算法的優化上。 基于DSP Builder的開發功能,調制解調器電路中的低通濾波器可直接調用FIRIP Core,進一步提高了開發效率。 在進行編譯、仿真調試成功后,經過QuartusⅡ將編譯生成的編程文件下載到ALTERA公司Cyclone Ⅱ系列的FPGA芯片EP2C5F256C6,完成器件編程,從而給出了一種調制解調器的SOPC系統實現方案。
上傳時間: 2013-06-24
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隨著移動終端、多媒體、Internet網絡、通信,圖像掃描技術的發展,以及人們對圖象分辨率,質量要求的不斷提高,用軟件壓縮難以達到實時性要求,而且會帶來因傳輸大量原始圖象數據帶來的帶寬要求,因此采用硬件實現圖象壓縮已成為一種必然趨勢。而熵編碼單元作為圖像變換,量化后的處理環節,是圖像壓縮中必不可少的部分。研究熵編解碼器的硬件實現,具有廣闊的應用背景。本文以星載視頻圖像壓縮的硬件實現項目為背景,對熵編碼器和解碼器的硬件實現進行探討,給出了并行熵編碼和解碼器的實現方案。熵編解碼器中的難點是huffman編解碼器的實現。在設計并行huffman編碼方案時通過改善Huffman編碼器中變長碼流向定長碼流轉換時的控制邏輯,避免了因數據處理不及時造成數據丟失的可能性,從而保證了編碼的正確性。而在實現并行的huffman解碼器時,解碼算法充分利用了規則化碼書帶來的碼字的單調性,及在特定長度碼字集內碼字變化的連續性,將并行解碼由模式匹配轉換為算術運算,提高了存儲器的利用率、系統的解碼效率和速度。在實現并行huffman編碼的基礎上,結合針對DC子帶的預測編碼,針對直流子帶的游程編碼,能夠對圖像壓縮系統中經過DWT變換,量化,掃描后的數據進行正確的編碼。同時,在并行huffman解碼基礎上的熵解碼器也可以解碼出正確的數據提供給解碼系統的后續反量化模塊,進一步處理。在本文介紹的設計方案中,按照自頂向下的設計方法,對星載圖像壓縮系統中的熵編解碼器進行分析,進而進行邏輯功能分割及模塊劃分,然后分別實現各子模塊,并最終完成整個系統。在設計過程中,用高級硬件描述語言verilogHDL進行RTL級描述。利用了Altera公司的QuartusII開發平臺進行設計輸入、編譯、仿真,同時還采用modelsim仿真工具和symplicity的綜合工具,驗證了設計的正確性。通過系統波形仿真和下板驗證熵編碼器最高頻率可以達到127M,在62.5M的情況下工作正常。而熵解碼器也可正常工作在62.5M,吞吐量可達到2500Mbps,也能滿足性能要求。仿真驗證的結果表明:設計能夠滿足性能要求,并具有一定的使用價值。
上傳時間: 2013-05-19
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UHF(Ultra High Frequency,超高頻)RFID(Radio Frequency Identification,射頻身份識別)技術是近幾年剛剛開始興起并得到迅速推廣應用的一門新技術。該技術已被廣泛應用于工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。但是,基于超高頻頻段讀寫器的研制在我國尚處于起步階段,傳統的超高頻讀寫器都是在單片機的基礎上實現的,這類讀寫器很難實現復雜的多任務功能;隨著經濟的飛速發展,能夠與網絡互聯并且帶有操作系統的超高頻讀寫器越來越受人們的青睞與追求。針對這些問題,本文設計并實現了一種基于ARMS3C2410微處理器和Linux操作系統的超高頻讀寫器,主要內容有: (1)分析了射頻識別技術的發展歷程和前景,以嵌入式技術為研究背景,結合軟硬件開發平臺,給出了一種基于ARM和Linux的超高頻讀寫器設計思路,指出了選題研究的目的和意義。 (2)闡述了超高頻讀寫器的原理及其應用,分析了讀寫器和標簽之間進行數據傳輸時所用到的相關技術;在給出超高頻讀寫器主要技術性能指標及功能要求的基礎上給出了基于ARMS3C2410和Linux超高頻讀寫器系統的總體設計,同時對系統構建過程中所用到的軟硬件進行了器件選型。 (3)實現了超高頻讀寫器系統硬件電路的模塊設計,主要包括主控電路模塊、存儲電路模塊、電源模塊、以太網模塊、液晶顯示模塊以及射頻收發模塊;闡述了各模塊的組成原理與實現方法,完成了硬件電路的原理圖繪制及PCB制板。 (4)根據系統的軟件需求,構建了一個進行嵌入式開發所需的軟件平臺。建立了交叉編譯環境以及NFS開發調試環境;移植了系統啟動所需的引導程序bootloader;實現了嵌入式Linux操作系統內核、文件系統的配置與移植;給出了Linux系統下典型設備(觸摸屏、網絡接口、LCD)驅動程序的移植方法。 (5)結合實驗測試環境,對超高頻讀寫器輸出功率,讀寫器發送命令以及標簽應答波形進行了測試與分析;對讀寫器的整機性能進行了聯機測試,給出了讀寫器系統的實際運行效果圖,同時對測試結果進行了總結。 實際應用結果表明,基于ARMS3C2410微處理器和Linux操作系統的超高頻讀寫器能夠實現接入網絡的功能,其讀寫速度、識別率以及識別距離等技術性能指標均達到或優于設計標準要求,該讀寫器在與PC機連接的情況下能進行數據處理,樣機系統運行穩定可靠,達到了預期的設計目標。
上傳時間: 2013-07-25
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當今電子系統的設計是以大規模FPGA為物理載體的系統芯片的設計,基于FPGA的片上系統可稱為可編程片上系統(SOPC)。SOPC的設計是以知識產權核(IPCore)為基礎,以硬件描述語言為主要設計手段,借助以計算機為平臺的EDA工具進行的。 本文在介紹了FPGA與SOPC相關技術的基礎上,給出了SOPC技術開發調制解調器的方案。在分析設計軟件Matlab/DSP(Digital Signal Processing)。builder以及Quartus Ⅱ開發軟件進行SOPC(System On a Programmable Chip)設計流程后,依據調制解調算法提出了一種基于DSP Builder調制解調器的SOPC實現方案,模塊化的設計方法大大縮短了調制解調器的開發周期。 在SOPC技術開發調制解調器的過程中,用MATLAB/Simulink的圖形方式調用Altera DSP Builder和其他Simulink庫中的圖形模塊(Block)進行系統建模,在Simulink中仿真通過后,利用DSP Builder將Simulink的模型文件(.mdl)轉化成通用的硬件描述語言VHDL文件,從而避免了VHDL語言手動編寫系統的煩瑣過程,將精力集中于算法的優化上。 基于DSP Builder的開發功能,調制解調器電路中的低通濾波器可直接調用FIRIP Core,進一步提高了開發效率。 在進行編譯、仿真調試成功后,經過QuartusⅡ將編譯生成的編程文件下載到ALTERA公司Cyclone Ⅱ系列的FPGA芯片EP2C5F256C6,完成器件編程,從而給出了一種調制解調器的SOPC系統實現方案。
上傳時間: 2013-05-28
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本文將以ADS1252 ADC為例介紹在使用過采樣數據轉換器設計同步取樣系統時需要考慮到的一些因素。
上傳時間: 2013-11-25
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