近年来，便携式设备如掌上电脑、个人通信设备等电子消费产品得到了飞速发展，这些电子产品均采用锂电池供电。锂离子电池的电压随着充放电状态的改变会发生很大变化，使得电池电压可能高于、也可能低于系统所需电源电压，需要升压/降压DCDC转换器将变化的电池电压转换为稳定的直流电压，实现升压模式与降压模式之间的平滑过渡和提高过渡模式的效率是升压/降压DC-DC转换器研究的热点和难点。本文首先介绍了H桥升压降压转换器的工作原理与存在的问题。系统在升压和降压转换过程中，会发生跳周期现象，产生较大输出纹波，因此本文提出在该转换模式下，增加H桥非反相工作模式作为过渡模式，以减小系统的输出纹波。在过渡模式下为了得到高的转换效率，因此本文改进H桥非反相工作模式，来提高系统的转换效率。其次，本文推导出H桥升压/降压转换器的三种工作模式包括升压模式、过渡模式、降压模式的小信号模型，用 sisotool工具搭建系统频域模型，确定系统的补偿方案，再用 simulink搭建整个H桥升压降压转換器系统，在三种工作模式下验证补偿方案。最后，本论文采用035 um TSMCCMOS工艺设计H桥升压/降压DCDC转换器，可输入电压范围是2.7-52V，VFB为1.2V，开关频率范围为300KHz-2MHz，输出最大电流为600mA。提取电路网表，在开关频率为1MH条件下，Hspice仿真与分析，从仿真结果上看，当输出电阻分别为R=5.59和R=339重载情况下下，系统在升压模式的转换效率为91%和94%、在升压降压模式的转换效率为75%和83%、在降压模式下转换效为73%和79%，过渡模式下的纹波为30mV：当输出电阻R=509轻载条件下，输入电压分别为2.7V、3.3V、4.2V，系统的转换效率分别为79%、65%、73%以上结果表明本文所实现的DC电路达到高效、纹波小的要求
标签： DC-DC转换器
上传时间： 2022-04-08
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伴随着全球气候变暖和工业发展使得空气污染越来越严重的现状。再加上季节更替期间气温的变化，呼吸道疾病侵犯人们的身体健康的趋势正日益加重。而吃药打针输液等传统的治疗模式是无法满足治疗各种的当代复杂呼吸道疾病病，尤其是老人与儿童。 本论文研发了一款以STC单片机为核心的网式超声雾化器。网式超声雾化器是一种新型医疗仪器。该仪器采用了较为先进的脉冲宽度调制技术来直接控制换能器的工作频率;通过使用BOOST升压电路来提升换能器的震荡电压幅值。换能器将电能转换成高频振动，再经过变幅杆将振荡幅度放大。不需要使用加热或者化学方法将药液雾化。药液从微网孔板雾化喷出，形成可以被病人直接吸入的气雾，操作简单方便。 本论文介绍了网式超声雾化器的研究背景、雾化治疗的历史、雾化治疗的优势和雾化器的市场需求。然后简略描述了网式超声雾化器原理，最后着重介绍了网式超声雾化器硬件电路的设计与软件设计。其中在硬件设计部分主要介绍了电源处理模块、A/D采样模块、控制电路模块、升压电路模块、wifi控制模块、液晶显示模块、微控制器模块。软件设计使用C语言进行开发，软件模块主要包括主程序模块、AD采样模块、显示模块、PWM驱动模块、wifi转串口通信模块。 最后对研发系统的子模块进行了电路仿真。并对网式超声雾化器的电路输出进行了测试。
标签： 嵌入式
上传时间： 2022-05-28
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超声波是一种能量存在的方式，超声波通过高频的振动作用于水介质，从而产生超声空化效应，这种空化效应已经在超声波清洗中得到应用，或者超声波作用于传声媒介当中，能够引起媒介之间发生不同的效应，已经在基础学科研究和工程应用开发都表示出非常广阔的应用前景[12]。按照超声波研究内容上划分，可以分为功率超声和检测超声两大领域Bl]。检测超声是工业及医学检查的一种方法之一，也被认为是弱超声的“被动应用”，功率超声主要是通过超声接触对接触面进行高频的振动摩擦，以改变介质的一些特性，所以功率超声也被称为“主动应用”[]。本课题主要是针对功率超声波换能器进行研究。超声波的产生主要依靠的是超声波换能器。超声波换能器是一种能够进行机、电能量或者声、电能量转换的器件。对于功率超声换能器而言，换能器通过压电材料的压电效应将输入的高频电能转换成高频振动的机械能量。换能器的种类有很多，应用的领域也不相同，如磁致伸缩超声换能器间，压电陶瓷换能器等等。目前研究最为广泛的是压电陶瓷换能器，压电陶瓷换能器是依靠压电陶瓷的压电效应及逆压电效应来实现能量的转换。压电陶瓷的压电效应是由它的内部结构引起的，压电材料主要有钛酸钡、错钛酸铅、偏锐酸铅、锐酸钾钠、钛酸铅等]。这些电介质在某一恰当的方向施加一定的外力时，会引起内部电极分布状态发生改变，在介质的相对表面上会出现和外力成正比且极性相反的带电电荷，这种由外力引起的电介质的现象叫做压电效应则。相反，若在电介质上某一恰当的方向加上一定强度的外电场时，会引起电介质内部电极分布发生相应的变化，从而产生和外电场强度成正比的应变效应，这种由于外电场引起的电介质的应变现象叫做逆压电效应]。功率超声换能是超声学领域中一个重要的分支学科。本课题主要针对压电陶瓷式功率超声波换能器展开研究。20世纪初期超声波技术开始出现，而我国50年代才开始进行大功率超声的研究[]。随着科学技术的发展特别是电子技术的发展，如单片机、DSP、FPFA等微处理器得快速发展，微处理器功能越来越强大，运算速度越来也快，以及IGBT、MOSFET等功率器件的快速发展，功率器件的容量不断的增加，响应速度不断的提高。对超声波发生器的要求也越来越高，体积越来越小，功能越来越强大，越来越智能，可靠性进一步提高。
标签： 超声波换能器
上传时间： 2022-06-18
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超声波电源广泛应用于超声波加工、诊断、清洗等领域，其负载超声波换能器是一种将超音频的电能转变为机械振动的器件。由于超声换能器是一种容性负载，因此换能器与发生器之间需要进行阻抗匹配才能工作在最佳状态。串联匹配能够有效滤除开关型电源输出方波存在的高次谐波成分，因此应用较为广泛。但是环境温度或元件老化等原因会导致换能器的谐振频率发生漂移，使谐振系统失谐。传统的解决办法就是频率跟踪，但是频率跟踪只能保证系统整体电压电流同频同相，由于工作频率改变了而匹配电感不变，此时换能器内部动态支路工作在非谐振状态，导致换能器功率损耗和发热，致使输出能量大幅度下降甚至停振，在实际应用中受到限制。所以，在跟踪谐振点调节逆变器开关频率的同时应改变匹配电感才能使谐振系统工作在最高效能状态。针对按固定谐振点匹配超声波换能器电感参数存在的缺点，本文应用耦合振荡法对换能器的匹配电感和耦合频率之间的关系建立数学模型，证实了匹配电感随谐振频率变化的规律。给出利用这一模型与耦合工作频率之间的关系动态选择换能器匹配电感的方法。经过分析比较，选择了基于磁通控制原理的可控电抗器作为匹配电感，通过改变电抗控制度调节电抗值。并给出了实现这一方案的电路原理和控制方法。最后本文以DSPTMS320F2812为核心设计出实现这一原理的超声波逆变电源。实验结果表明基于磁通控制的可控电抗器可以实现电抗值随电抗控制度线性无级可调，由于该电抗器输出正弦波，理论上没有谐波污染。具体采用复合控制策略，稳态时，换能器工作在DPLL锁定频率上；动态时，逐步修改匹配电抗大小，搜索输出电流的最大值，再结合DPLL锁定该频率。配合PS-PWM可实现功率连续可调。该超声波换能系统能够有效的跟随最大电流输出频率，即使频率发生漂移系统仍能保持工作在最佳状态，具有实际应用价值。
上传时间： 2022-06-18
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基于LTspice的射极跟随器仿真实验1，实验要求与目的（1）进一步掌握静态工作点的调试方法，深入理解静态工作点的作用。（2）调节电路的跟随范围，使输出信号的跟随范围最大。（3）测量电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。（4）测量电路的频率特性。2·实验原理在射极跟随器电路中，信号由基极和地之间输入，由发射极和地之间输出，集电极交流等效接地，所以，集电极是输入/输出信号的公共端，故称为共集电极电路。又由于该电路的输出电压是跟随输入电压变化的，所以又称为射极跟随器。3.实验电路射极跟随器电路如图 1所示。4.实验步骤（1）静态工作点的调整。按图 1连接电路，输入信号由信号发生器产生一个幅度为 1V、频率为1kHz的正弦信号。要注意使信号不失真输出。（2）跟随范围调节。增大输入信号直到输出出现失真，观察出现了饱和失真还是截止失真，再增大或减小信号，使失真消除。再次增大输入信号，若出现失真，再调节信号使输出波形达到最大不失真输出，此时电路的静态工作点是最佳工作点，输入信号是最大的跟随范围。最后输入信号增加到28 v，电路达到最大不失真输出如图 2所示。最大输入、输出信号波形如图 3所示。
上传时间： 2022-06-26
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本文的主要介绍了逆变器电路 DIY制作过程，并介绍了逆变器工作原理、逆变器电路图及逆变器的性能测试。本文制作的的逆变器（见图1）主要由MOS场效应管，普通电源变压器构成。其输出功率取决于MOS场效应管和电源变压器的功率，免除了烦琐的变压器绕制，适合电子爱好者业余制作中采用。下面介绍该逆变器的工作原理及制作过程。这里采用六反相器 CD4069构成方波信号发生器。电路中 R1是补偿电阻，用于改善由于电源电压的变化而引起的振荡频率不稳。电路的振荡是通过电容 C1充放电完成的。其振荡频率为 f=122RC.图示电路的最大频率为：fmax=1/2.2 ×3.3 ×103x22 ×10-6-62.6Hz，最小频率min-12.2 x.3 x03x22 x0-6-48.0Hz由于元件的误差，实际值会略有差异。其它多余的反相器，输入端接地避免影响其它电路。#p#场效应管驱动电路#e#
标签： 逆变器
上传时间： 2022-06-26
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基于TDS2285芯片的正弦波1200W逆变器开发指南以TDS2285芯片为核心，打造一款正弦波1200W逆变机器，使大家对TDS2285芯片有更深入的了解。我们知道在许多逆变的场合中，都是低压DC直流电源要变成高压AC电源，所以中间是需要升压才能完成这一变化，我们此次讨论的依然是采用高颖的方式来做逆变，采用高频的方式相对于工频方式来做有许多优点：高转换效率，极低的空载电流，重量轻，体积小等。也许有人会说工频的皮实，耐冲击，对于这一点我也非常认同，不过需要指出的是，高频的做的好，一点也不会输于工额的，这一点，已经通过我们公司的产品和TDS2285的出货情况得到了肯定，所以，以下就让大家看看TDS2285芯片在该系统中表现吧！DC-DC升压部分：此次设计是采用DC24V输入，为了要保证输出AC220，在此环节中，DC-DC升压部分至少需要将DC24V升压到220VAC*1.414-DC31 1v，这样在311V的基础上才能有稳定的AC220V出来，为了能达到这一目地，我们采用非常熟悉的推挽电路TOP来做该DC-DC变换，电路图如下：
上传时间： 2022-06-26
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系统原理说明：结构上，该逆变器采用模块化的设计思想，分别为升压模块、逆变模块、低通滤波器等。通过升压模块M1进行DC/DC变化，将输入110VDC电压转换350VDC，然后通过逆变模块M2进行DC/AC变换，输出三相200VAC的SPWM波，最后经过输出滤波器滤波后输出三相200V正弦波。逆变器仅在紧急情况下使用，系统上采用了简洁、可靠的设计思想，对外接口只有电压110V输入一组，3相交流输出一组，启动信号一组和故障指示一组，见图2:110V+为110V电源输入正极；110VG为110V电源输入负极；START1与START2为紧急逆变器启动控制；FAULT1与FAULT2为紧急逆变器故障报警信号端口；U、V、W为逆变器的3相200V输出端。逆变器长期处于冷待机状态，当接收到启动信号之后，紧急逆变器开始工作。当空调主电源无法为空调提供电源的时候，地铁车辆内的控制器将吸合内部的无源触头作为紧急逆变器的启动信号（即图2中START1与START2闭合导通时，紧急逆变器启动）。紧急逆变器启动信号回路形成后，如果输入电压正常、逆变器无故障时，紧急逆变器将在20s内完成启动并开始稳定工作。紧急逆变器正常工作时，故障报警触点处于吸合状态；紧急逆变器出现故障时，三相输出停止，故障报警触点断开。（即：正常时，FAULT1与FAULT2闭合导通；故障时，FAULT1与FAULT2开路。）
上传时间： 2022-07-01
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电力电子系统的计算机仿真已经成为其产品设计研发过程中一个很重要的环节，MATLAB、Pspice和SABER是目前国际上最为流行的三大电力电子系统仿真软件。SABER软件以其强大的功能、开放的软件环境日益成为电力电子系统仿真的首选，跟另外两种软件相比其仿真速度更快、收效性更好、仿真结果的准确性更高。为了降低逆变器输出电压的谐波，简单且实用的方法是在逆变器的交流输出侧加装L.C滤波器。LC滤波器是低通滤波电路，它可以有效地抑制高次谐波。但它不能消除交流电压中的低次谐波，尤其是在LC滤波器的转折频率附近的谐波还被放大了。不同的LC滤波参数对输出电压的谐波含量影响很大，滤波参数选取不当会使滤波效果不能满足设计要求。以前，为了选择滤波参数人们需要重复试验并反复比较，耗时耗力。计算机仿真为人们提供了一种研究电力电子电路的方法，通过仿真可以加深人们对电路与系统工作原理的理解、加速设计周期和节约开发成本。建模和计算机仿真并对比不同参数下的滤波效果和差异，在兼顾滤波环节重量的同时，可以得到合适的滤波效果，为产品设计研发提供参考。本文结合铁科院机辆所研制DC600V客车空调逆变电源，采用SABER软件进行仿真，具体分析了影响逆变器输出电压谐波的诸因素及特点，本文还定量分析了不同载波频率、不同互锁时间以及不同负载工况下线电压谐波含量的变化。最后通过仿真得到客车逆变电源不同的LC滤波参数与逆变器输出电压谐波含量的关系。
上传时间： 2022-07-06
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高频化、高功率密度和高效率，是DC/DC变换器的发展趋势。传统的硬开关变换器限制了开关频率和功率密度的提高。移相全桥PWNZVSDC/DC变换器可以实现主开关管的ZVS，但滞后桥臂实现ZVS的负载范围较小：整流二极管存在反向恢复问题，不利于效率的提高；输入电压较高时，变换器效率较低，不适合输入电压高和有掉电维持时间限制的高性能开关电源。LLC串联谐振DC/DC变换器是直流变换器研究领域的热点，可以较好的解决移相全桥PWMZVSDC/DC变换器存在的缺点。但该变换器工作过程较为复杂，难于设计和控制，目前尚处于研究阶段。本文以LLC串联谐振全桥DC/DC变换器作为研究内容。以下是本文的主要研究工作：对LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的工作原理进行了详细研究，利用基频分量近似法建立了变换器的数学模型，确定了主开关管实现ZVS的条件，推导了边界负载条件和边界频率，确定了变换器的稳态工作区域，推导了输入，输出电压和开关频率以及负载的关系。仿真结果证明了理论分析的正确性。采用扩展描述函数法建立了变换器在开关频率变化时的小信号模型，在小信号模型的基础上分析了系统的稳定性，根据动态性能的要求设计了控制器。仿真结果证明了理论分析的正确性。讨论了一台500m实验样机的主电路和控制电路设计问题，给出了设计步骤，可以给实际装置的设计提供参考。最后给出了实验波形和实验数据。实验结果验证了理论分析的正确性。
上传时间： 2022-07-21
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