IGBT直流斬波電路的設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)原理分析1.1總體結(jié)構(gòu)分析直流斬波電路的功能是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電。它在電源的設(shè)計(jì)上有很重要的應(yīng)用。一般來說,斬波電路的實(shí)現(xiàn)都要依靠全控型器件。在這里,我所設(shè)計(jì)的是基于IGBT的降壓斬波短路。直流降壓斬波電路主要分為三個(gè)部分,分別為主電路模塊,控制電路模塊和驅(qū)動(dòng)電路模塊。電路的結(jié)構(gòu)框圖如下圖(圖1)所示。除了上述主要結(jié)構(gòu)之外,還必須考慮電路中電力電子器件的保護(hù),以及控制電路與主電路的電器隔離。1.2主電路的設(shè)計(jì)主電路是整個(gè)斬波電路的核心,降壓過程就由此模塊完成。其原理圖如圖2所示。如圖,IGBT在控制信號(hào)的作用下開通與關(guān)斷。開通時(shí),二極管截止,電流io流過大電感L,電源給電感充電,同時(shí)為負(fù)載供電。而IGBT截止時(shí),電感L開始放電為負(fù)載供電,二極管VD導(dǎo)通,形成回路。IGBT以這種方式不斷重復(fù)開通和關(guān)斷,而電感L足夠大,使得負(fù)載電流連續(xù),而電壓斷續(xù)。從總體上看,輸出電壓的平均值減小了。輸出電壓與輸入電壓之比a由控制信號(hào)的占空比來決定。這也就是降壓斬波電路的工作原理。降壓斬波的典型波形如下圖所示。
上傳時(shí)間: 2022-06-20
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激光探測(cè)技術(shù)是激光技術(shù)的一個(gè)最重要的方面。激光由于具有高亮度和方向性、單色性好等特點(diǎn),因此在國防和民用領(lǐng)域中正發(fā)揮著越來越重的作用。脈沖激光探測(cè)技術(shù)作為激光探測(cè)技術(shù)的一種方式,正在成為世界研究的熱點(diǎn)。本文以激光雷達(dá)為研究背景,在通過增大接收系統(tǒng)口徑提高回波信號(hào)信噪比的前提下,從理論和實(shí)驗(yàn)上研究了脈沖激光回波信號(hào)特性對(duì)探測(cè)性能的影響。在理論和設(shè)計(jì)方面,本文首先對(duì)幾種激光探測(cè)技術(shù)進(jìn)行深入的研究。對(duì)脈沖激光測(cè)距中回波信號(hào)進(jìn)行分析,并建立信噪比測(cè)距方程,在此基礎(chǔ)上,推導(dǎo)回波信號(hào)功率和系統(tǒng)噪聲公式。定量分析了接收系統(tǒng)三種主要的噪聲,并從接收系統(tǒng)出發(fā),研究接收口徑和接收視場對(duì)探測(cè)信噪比的影響,在設(shè)計(jì)上,采用大口徑物鏡以提高回波信號(hào)強(qiáng)度,采用雪崩光電二極管(APD)作為光電探測(cè)器件,通過干涉濾光片和視場光闌降低系統(tǒng)背景噪聲以提高回波信號(hào)信噪比。前置放大電路采用跨導(dǎo)放大電路結(jié)構(gòu),有效地對(duì)APD所輸出的微弱電流信號(hào)進(jìn)行放大。在實(shí)驗(yàn)方面,通過大量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),研究了回波信號(hào)幅值和測(cè)距誤差以及測(cè)距不確定度的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)回波信號(hào)幅值越大,系統(tǒng)的測(cè)距誤差和測(cè)距不確定度越小。研究了脈沖激光回波信號(hào)的幅值和上升時(shí)間的統(tǒng)計(jì)分布。分析了測(cè)距系統(tǒng)帶寬對(duì)于系統(tǒng)探測(cè)概率和漏測(cè)率的影響,發(fā)現(xiàn)過小的系統(tǒng)帶寬會(huì)使系統(tǒng)探測(cè)特性發(fā)生惡化。最后,對(duì)信噪比和探測(cè)概率的關(guān)系做了實(shí)驗(yàn)研究。本文的研究對(duì)脈沖激光探測(cè)理論有一定的完善作用,對(duì)后續(xù)系統(tǒng)的研制和探測(cè)指標(biāo)的改善有很好的參考價(jià)值。
上傳時(shí)間: 2022-06-20
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無論是不控整流電路,還是相控整流電路,功率因數(shù)低都是難以克服的缺點(diǎn).PWM整流電路是采用PWM控制方式和全控型器件組成的整流電路,本文以《電力電子技術(shù) 教材為基礎(chǔ),詳細(xì)分析了單相電壓型橋式PWM整流電路的工作原理和四種工作模式.通過對(duì)PWM整流電路進(jìn)行控制,選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ髂J胶凸ぷ鲿r(shí)間間隔,交流側(cè)的電流可以按規(guī)定目標(biāo)變化,使得能量在交流側(cè)和直流側(cè)實(shí)現(xiàn)雙向流動(dòng),且交流側(cè)電流非常接近正弦波,和交流側(cè)電壓同相位,可使變流裝墨獲得較高的功率因數(shù).:PWM整流電路:功率因數(shù):交流側(cè):直流側(cè)傳統(tǒng)的整流電路中,晶閘管相控整流電路的輸入電流滯后于電壓,其滯后角隨著觸發(fā)角的增大而增大,位移因數(shù)也隨之降低。同時(shí)輸入中諧波分量也相當(dāng)大、因此功率因數(shù)很低。而二極管不控整流電路雖然位移因數(shù)接近于1,但輸入電流中諧波分量很大,功率因數(shù)也較低。PWM整流電路是采用PWM控制方式和全控型器件組成的整流電路,它能在不同程度上解決傳統(tǒng)整流電路存在的問題。把逆變電路中的SPWM控制技術(shù)用于整流電路,就形成了PWM整流電路。通過對(duì)PWM整流電路進(jìn)行控制,使其輸入電流非常接近正弦波,且和輸入電壓同相位,則功率因數(shù)近似為1。因此,PWM整流電路也稱單位功率因數(shù)變流器。
上傳時(shí)間: 2022-06-20
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三相可控整流電路的控制量可以很大,輸出電壓脈動(dòng)較小,易濾波,控制滯后時(shí)間短,因此在工業(yè)中幾乎都是采用三相可控整流電路。在電子設(shè)備中有時(shí)也會(huì)遇到功率較大的電源,例如幾百瓦甚至超過1-2kw的電源,這時(shí)為了提高變壓器的利用率,減小波紋系數(shù),也常采用三相整流電路。另外由于三相半波可控整流電路的主要缺點(diǎn)在于其變壓器二次側(cè)電流中含有直流分量,為此在應(yīng)用中較少。而采用三相橋式全挖整流電路,可以有效的避免直流磁化作用。實(shí)際中,由于三相相控橋式整流電路輸出電壓脈動(dòng)小、脈動(dòng)頻率高、網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)高以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,在中、大功率領(lǐng)域中獲得了廣泛應(yīng)用,但是三相半波相控整流電路是基礎(chǔ),其分析方法對(duì)研究其他整流電路非常有益。
上傳時(shí)間: 2022-06-22
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各種電子設(shè)備都需要供電電源,提供所需穩(wěn)定的直流電壓(或電流)和相應(yīng)的功率。供電電源除采用電池外,更多的是采用電力網(wǎng)供電的電源,整流電路是這種電源電路中不可缺少的部分,其作用是將50 Hz的交流電壓轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)性直流電壓。常見整流電路主要有4種:半波整流、全波整流、橋式整流和倍壓整流電路。本文應(yīng)用OrCAD/PSpice 92軟件分別對(duì)這4種整流電路的原理及特性作了分析和仿真。1 PSpice軟件簡介及仿真流程傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)方法在分析和驗(yàn)證電路的正確性和完整性時(shí)十分麻煩,并存在大量的重復(fù)性勞動(dòng)。隨著電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)技術(shù)的飛速發(fā)展,電路的設(shè)計(jì)已由傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),計(jì)算機(jī)仿真分析是電路設(shè)計(jì)的一種重要環(huán)節(jié),PSpice是由美國MicroSim公司推出的基于加州大學(xué)伯克利分校開發(fā)的電路仿真程序Spice的PC級(jí)電路仿真軟件,對(duì)電路不僅能進(jìn)行一些基本的電路特性分析,還可以對(duì)電路元器件的參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)仿真分析和對(duì)電路進(jìn)行優(yōu)化仿真設(shè)計(jì),并將各種仿真分析的結(jié)果以波形、圖表或文本的方式直觀地反應(yīng)出來,在電路設(shè)計(jì)中得到了廣泛地應(yīng)用。
上傳時(shí)間: 2022-06-23
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內(nèi)容摘要電力電子為人類做出了不可磨滅的貢獻(xiàn),因此研究電力電子件是為時(shí)代所需。本次課程設(shè)計(jì)為三相半波整流電路的設(shè)計(jì),本組選擇方案為三相半波可控整流電路的設(shè)計(jì)。主要分為三大模塊:主電路一觸發(fā)電路和保護(hù)電路,其中觸發(fā)電路為集成電路。所選器件基本為電阻-電感和門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)等。由于當(dāng)負(fù)載為電阻和電阻電感時(shí)的電路的工作情況不同,所以電路中對(duì)它們各自工作的情況進(jìn)行系統(tǒng)而詳細(xì)的分析。設(shè)計(jì)中對(duì)電路的工作原理以及電路器件的數(shù)計(jì)算等均有涉及。根據(jù)計(jì)算的結(jié)果,又遵循經(jīng)濟(jì)安全的原則,設(shè)計(jì)中對(duì)器件的型號(hào)做出了最后的選擇。由于時(shí)間倉促,難免有些差錯(cuò),望批評(píng)指正。1設(shè)計(jì)要求(1)輸入電壓:三相交流380V、5012(2)輸出功率:2KW(3)用集成電路組成觸發(fā)電路(4)負(fù)載性質(zhì):電阻、電阻電感(5)對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算說明(6)計(jì)算所用元器件型號(hào)參數(shù)2整流電路的分類及案選擇整流電路將交流電變?yōu)橹绷麟姡瑧?yīng)用十分廣泛,電路形式多種多樣,各具特色。可以從多種角度對(duì)整流電路進(jìn)行分類:按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路和零式電路;按組成的器件可分為不可控半控一全控三種;按交流輸入相數(shù)可分為單相電路和多相電路;按電壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向,又分為單拍和雙拍電路。鑒于本課程設(shè)計(jì),需要三相半波整流電路,可有兩種方案選擇:方案1,三相半波不可控整流電路;方案2,三相半波可控整流電路。對(duì)于三相半波不可控整流電路,電路中采用了三個(gè)二極管整流,此電路不需要觸發(fā)電路,同時(shí)負(fù)載電壓不可調(diào),而三相半波可控整流電路,電路中采用三個(gè)晶閘管整流,電路中有專門的觸發(fā)電路,觸發(fā)電路適時(shí)的給予脈沖,可調(diào)節(jié)輸出電壓,可適合不同電壓的要求,并且直流脈動(dòng)小,可承受整流負(fù)載較大,常見使用等優(yōu)點(diǎn),所以本次課程設(shè)計(jì)選擇三相半波可控整流電路,即方案2,其大體圖形如圖(1)。
標(biāo)簽: 三相 整流 電路 設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2022-06-24
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當(dāng)山>0時(shí),必然使集成運(yùn)放的輸出uo<0,從而導(dǎo)致二極管D2導(dǎo)通,D1截止,電路實(shí)現(xiàn)反相比例運(yùn)算,輸出電壓當(dāng)u<0時(shí),必然使集成運(yùn)放的輸出uo>0,從而導(dǎo)致二極管D1導(dǎo)通D2截止,R+中電流為零,因此輸出電壓uo=0。u和uo的波形如圖(b)所小如果設(shè)二極管的導(dǎo)通電壓為0.7V,集成運(yùn)放的開環(huán)差模放大倍數(shù)為50萬倍,那么為使二極管D1導(dǎo)通,集成運(yùn)放的凈輸入電壓0.7v=014×10-=145×10同理可估算出為使D2導(dǎo)通集成運(yùn)放所需的凈輸入電壓,也是同數(shù)量級(jí)。可見,只要輸入電壓u使集成運(yùn)放的凈輸入電壓產(chǎn)生非常微小的變化,就可以改變D1和D2工作狀態(tài),從而達(dá)到精密整流的目的在半波精密整流電路中,當(dāng)u>0時(shí),U=Ku(K>0),當(dāng)u<0時(shí),U=0若利用反相求和電路將-Ku與山負(fù)半周波形相加,就可實(shí)現(xiàn)全波整流。分析由A所組成的反相求和運(yùn)算電路可知,輸出電壓當(dāng)u>0時(shí),U=2u,u∞=-(-2u+u)=u;當(dāng)u<0時(shí),uo=0、想想?)uc-u;所以故此圖也稱為絕對(duì)值電路。當(dāng)輸入電壓為正弦波和三角波時(shí),電路輸出波形分別如圖所示。
標(biāo)簽: 精密整流電路
上傳時(shí)間: 2022-06-26
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電源是電子設(shè)備的重要組成部分,其性能的優(yōu)劣直接影響著電子設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,電子設(shè)備的種類越來越多,其對(duì)電源的要求也更加靈活多樣,因此如何很好的解決系統(tǒng)的電源問題已經(jīng)成為了系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵因素。本論文研究選取了BICMOS工藝,具有功耗低、集成度高、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn).根據(jù)電流模式的PWM控制原理,研究設(shè)計(jì)了一款基于BICMOS工藝的雙相DC-DC電源管理芯片。本電源管理芯片自動(dòng)控制兩路單獨(dú)的轉(zhuǎn)換器工作,兩相結(jié)構(gòu)能提供大的輸出電流,但是在開關(guān)上的功耗卻很低。芯片能夠精確的調(diào)整CPU核心電壓,對(duì)稱不同通道之間的電流。本電源管理芯片單獨(dú)檢測(cè)每一通道上的電流,以精確的獲得每個(gè)通道上的電流信息,從而更好的進(jìn)行電流對(duì)稱以及電路的保護(hù)。文中對(duì)該DC-DC電源管理芯片的主要功能模塊,如振蕩器電路、鋸齒波發(fā)生電路、比較器電路、平均電流電路、電流檢測(cè)電路等進(jìn)行了設(shè)計(jì)并給出了仿真驗(yàn)證結(jié)果。該芯片只需外接少數(shù)元件就可構(gòu)成一個(gè)高性能的雙相DC-DC開關(guān)電源,可廣泛應(yīng)用于CPU供電系統(tǒng)等。通過應(yīng)用Hspice軟件對(duì)該變換器芯片的主要模塊電路進(jìn)行仿真,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案和理論分析的可行性和正確性,同時(shí)在芯片模塊電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用0.8umBICMOS工藝設(shè)計(jì)規(guī)則完成了芯片主要模塊的版圖繪制,編寫了DRC.LVS文件并驗(yàn)證了版圖的正確性。所設(shè)計(jì)的基于BICMOS工藝的DC-DC電源管理芯片的均流控制電路達(dá)到了預(yù)期的要求。
標(biāo)簽: DC-DC電源管理
上傳時(shí)間: 2022-06-26
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本文針對(duì)傳統(tǒng)放大器信噪分離能力弱,無法檢測(cè)微弱信號(hào)這一現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)了一個(gè)基于AD630的鎖相放大器。系統(tǒng)以開關(guān)式相關(guān)器為鎖相放大器的核心部分進(jìn)行設(shè)計(jì),具有電路簡單、運(yùn)行速度快、線性度高、動(dòng)態(tài)范圍大、抗過載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)的鎖相放大器硬件主要包括信號(hào)通道模塊、參考通道模塊、相關(guān)器模塊、電源模塊、電壓檢測(cè)模塊、顯示模塊等部分。信號(hào)通道模塊的輸入級(jí)通過并聯(lián)多個(gè)放大器的方式有效降低了噪聲,通過跟蹤帶通濾波電路提高了信噪比;參考通道模塊包含參考電壓放大器、鎖相環(huán)電路和相移器電路三個(gè)部分,可以將輸入信號(hào)放大10~10000倍:相關(guān)器模塊是鎖相放大器的核心部分,采用高信噪比的AD630芯片進(jìn)行電路設(shè)計(jì),包括相敏檢波電路(PSD)和低通濾波電路;電源模塊由集成三端穩(wěn)壓器構(gòu)成,通過模擬電源和數(shù)字電源隔離的方式有效降低了電源紋波:電壓檢測(cè)模塊通過電阻分壓的方式提高了可檢測(cè)范圍;顯示模塊為數(shù)字電壓表ZF5135-DC2V,直觀顯示被檢測(cè)信號(hào)。本文利用Altium Designer軟件繪制PCB板對(duì)電路進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果表明系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確檢測(cè)到uV級(jí)別的信號(hào),并且信噪比較高。相位差在0~360°范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí),能夠?qū)⑤^微弱的信號(hào)從噪聲的背景中提取出來并進(jìn)行放大。同時(shí)該系統(tǒng)各級(jí)電路之間采用直接耦合的方式,對(duì)于頻率較低的信號(hào),仍然能進(jìn)行鎖相放大。設(shè)計(jì)中對(duì)鎖相放大器理想和非理想模型進(jìn)行了仿真對(duì)比,結(jié)果表明在未摻雜噪聲時(shí),信號(hào)通道將輸入信號(hào)放大10倍,相位改變180°。最后根據(jù)行為級(jí)建模和電路實(shí)物焊接兩種方法進(jìn)一步分析驗(yàn)證了鎖相放大器的工作機(jī)理。
上傳時(shí)間: 2022-07-11
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調(diào)幅發(fā)射機(jī)的主要任務(wù)是完成低頻信號(hào)對(duì)高頻載波的調(diào)制,將其變?yōu)樵谀骋恢行念l率上具有一定帶寬、適合通過天線發(fā)射的電磁波.本文以高頻電子線路為基礎(chǔ),以調(diào)制電路、功率放大電路為單元,完成了調(diào)幅發(fā)射機(jī)的電路搭建,并用 Multisim 軟件對(duì)單元電路進(jìn)行了仿真.仿真分析表明,所搭建單元電路能實(shí)現(xiàn)其基本功能,符合調(diào)幅發(fā)射機(jī)的要求.19 世紀(jì)末迅速發(fā)展起來的以電信號(hào)為消息載體的通信方式,稱為現(xiàn)代通信系統(tǒng),即無線通信系統(tǒng)[1].無線通信具有方便、不受距離和周圍地理環(huán)境限制等優(yōu)點(diǎn),受到廣泛關(guān)注.無線通信系統(tǒng)包括無線發(fā)射機(jī)和接收機(jī),發(fā)送設(shè)備主要有兩大任務(wù):一是調(diào)制,二是放大.簡易調(diào)幅發(fā)射機(jī)的機(jī)構(gòu)如圖1所示.高頻信號(hào)源作為載波,音頻信號(hào)源可以是語音,可以是音樂,也可以是固定的單音頻.高頻信號(hào)與音頻信號(hào)經(jīng)幅度調(diào)制后變?yōu)檎{(diào)幅波,然后送往高頻功放,經(jīng)高頻功放放大后,通過天線發(fā)射出去.
標(biāo)簽: multisim 調(diào)幅發(fā)射機(jī) 仿真
上傳時(shí)間: 2022-07-19
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