電力電子系統(tǒng)的集成化是現(xiàn)今電力電子技術(shù)發(fā)展的趨勢,系統(tǒng)的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)是目前電力電子領(lǐng)域的重要研究方向。研究基于電力電子網(wǎng)絡(luò)的變流系統(tǒng),對復(fù)雜電力電子裝置的系統(tǒng)級集成具有重要意義,是電力電子系統(tǒng)集成技術(shù)的基本組成部分。本文從變流系統(tǒng)的功率流和信息流雙重分布性的角度出發(fā)。對電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(Power Electronics System Network,PES—Net)的模型和變流系統(tǒng)的通信需求進行分析,提出實時電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(Real—time power electronics system network,RT—PES—Net);并對基于新網(wǎng)絡(luò)的分布式控制及管理方案和模塊化軟件方案等內(nèi)容進行系統(tǒng)的研究,提出基于棧操作的實時軟件構(gòu)建方案。本文的研究將為變流系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)和軟件方案標(biāo)準(zhǔn)化提供參考和理論依據(jù),為應(yīng)用系統(tǒng)的集成提供解決方案。 復(fù)雜中大功率變流系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)化分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用對象。首先,論文以復(fù)雜系統(tǒng)為研究對象,分析了應(yīng)用系統(tǒng)的功率流和信息流在空間結(jié)構(gòu)上的對偶關(guān)系和雙重分布的特性;在電力電子集成模塊(Power Electronics Building Blocks,PEBB)的基礎(chǔ)上,研究了變流系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化分布式控制方案,并得出系統(tǒng)組構(gòu)的初步構(gòu)想,總結(jié)出適合復(fù)雜電力電子系統(tǒng)集成的標(biāo)準(zhǔn)化理論。 接著,論文對電力電子網(wǎng)絡(luò)模型進行了研究。分析了現(xiàn)有各類總線網(wǎng)絡(luò)和目前用于電力電子應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò),從結(jié)構(gòu)、速率和協(xié)議等各個方面將兩類網(wǎng)絡(luò)進行了系統(tǒng)的對比。明確了電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(PES—Net)的定義,分析并總結(jié)復(fù)雜電力電子實時系統(tǒng)所需網(wǎng)絡(luò)必需具備的條件。根據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)背景,綜合控制結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)需求,提出了電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(PES—Net)的模型。 為滿足變流系統(tǒng)的實時控制,論文對分布式控制結(jié)構(gòu)的通信需求進行了研究。以網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Networked Control System,NCS)為背景,對變流器系統(tǒng)控制信息延時因素進行了分析;通過對典型電力電予系統(tǒng)的分析,歸納和總結(jié)了系統(tǒng)的控制功能和控制內(nèi)容,對系統(tǒng)不同層次的控制任務(wù)進行了響應(yīng)時間需求分析和網(wǎng)絡(luò)的分層配置;通過對仿真結(jié)果的分析,研究了應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)模塊控制信息延時對不同應(yīng)用系統(tǒng)的性能影響和對開關(guān)頻率的限制。根據(jù)變流系統(tǒng)對控制延時的接受程度,將電力電子復(fù)雜系統(tǒng)歸為兩大類:1)零延時系統(tǒng);2)定延時系統(tǒng)。針對上述兩類系統(tǒng),論文給出了電力電子網(wǎng)絡(luò)(PES—Net)的通道容量和應(yīng)用系統(tǒng)開關(guān)周期的計算方法。 論文對開放式、分布式的電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(PES—Net)的硬件組成和同步方案進行了研究,提出新的實時網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)級集成方案。根據(jù)主節(jié)點和從節(jié)點的控制任務(wù)需求,分別從功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度對開放式網(wǎng)絡(luò)的硬件構(gòu)成進行研究;根據(jù)控制系統(tǒng)的接口需求分析,對節(jié)點的通用性設(shè)計進行重點討論。針對網(wǎng)絡(luò)的同步問題,本文分析了簡單有效的解決方法,即基于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的同步補償方案;此外,論文提出基于實時高速電力電子系統(tǒng)同絡(luò)(RT-PES-Net)的同步方案,研究適合變流器實時控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的硬件配置。根據(jù)應(yīng)用控制和通信系統(tǒng)所需的各種操作,論文對實時網(wǎng)絡(luò)的管理進行了討論,研究了信息幀管理和相應(yīng)的硬件設(shè)置,并對各種工作模式下所需的通信時間進行了計算和比較。基于實時網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其管理方案,論文給出了組構(gòu)以PEBB為基礎(chǔ)的變流系統(tǒng)的方案。 論文對基于RT-PES-Net的模塊化軟件方案進行了研究。首先,將控制軟件與功率硬件進行解耦,使得軟件設(shè)計與硬件部分分離。在分析電力電子軟件特性的前提下,論文提出基于棧操作的模塊化軟件方案,增加子程序?qū)崟r構(gòu)件的內(nèi)聚性;對軟件模塊化的通用性進行研究,分析模塊接口參數(shù)和變量的申明和配置,并研究參數(shù)的定標(biāo),對構(gòu)件進行分類;分析子程序?qū)崟r構(gòu)件在執(zhí)行速度上的優(yōu)點。論文對電力電子系統(tǒng)控制軟件(Powerr Electronics System Control Software,PES-CS)的組構(gòu)和集成進行研究,簡化軟件主框架。 最后,論文分別對RT-PES-Net和模塊化軟件方案進行了相應(yīng)的實驗研究和分析。論文對提出的實時電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(RT-PES-Net)進行了通信實驗,將新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵ψ兞飨到y(tǒng)的延時影響與舊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的延時影響進行比較,總結(jié)新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在控制實時性、提高開關(guān)頻率、網(wǎng)絡(luò)可擴展性和管理靈活度等方面的優(yōu)勢。論文針對RT-PES-Net進行應(yīng)用研究,驗證該網(wǎng)絡(luò)可解決網(wǎng)絡(luò)通信失步所造成的問題。論文對基于通用型實時構(gòu)件和棧操作的模塊化軟件方案進行實驗驗證,為標(biāo)準(zhǔn)化軟件庫的建立和系統(tǒng)級集成提供參考方案。 網(wǎng)絡(luò)化的控制結(jié)構(gòu)研究是復(fù)雜電力電子系統(tǒng)級集成研究的關(guān)鍵。本課題針對復(fù)雜變流系統(tǒng)提出了實時電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(RT-PES-Net),并以該網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)對分布式控制結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)化管理方案和模塊化軟件方案展開一系列研究,為電力電子控制系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化、開放式的網(wǎng)絡(luò)參考體系,并以此結(jié)構(gòu)來快速構(gòu)建終端復(fù)雜變流系統(tǒng),為實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用系統(tǒng)組構(gòu)提供參考方案,有助于解決電力電子標(biāo)準(zhǔn)化推廣所面臨的難題。論文為應(yīng)用系統(tǒng)的即插即用和動態(tài)重構(gòu)提供了研究基礎(chǔ),從而為最終實現(xiàn)復(fù)雜變流器的應(yīng)用系統(tǒng)級集成提供系統(tǒng)化的理論和方法依據(jù)。同時,論文的研究開拓了電力電子系統(tǒng)集成和標(biāo)準(zhǔn)化研究的一個新方向。
標(biāo)簽: 電力電子 網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-06-15
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本書主要闡述設(shè)計射頻與微波功率放大器所需的理論、方法、設(shè)計技巧,以及將分析計算與計算機輔助設(shè)計相結(jié)合的優(yōu)化設(shè)計方法。這些方法提高了設(shè)計效率,縮短了設(shè)計周期。本書內(nèi)容覆蓋非線性電路設(shè)計方法、非線性主動設(shè)備建模、阻抗匹配、功率合成器、阻抗變換器、定向耦合器、高效率的功率放大器設(shè)計、寬帶功率放大器及通信系統(tǒng)中的功率放大器設(shè)計。 本書適合從事射頻與微波動功率放大器設(shè)計的工程師、研究人員及高校相關(guān)專業(yè)的師生閱讀。 作者簡介 Andrei Grebennikov是M/A—COM TYCO電子部門首席理論設(shè)計工程師,他曾經(jīng)任教于澳大利亞Linz大學(xué)、新加坡微電子學(xué)院、莫斯科通信和信息技術(shù)大學(xué)。他目前正在講授研究班課程,在該班上,本書作為國際微波年會論文集。 目錄 第1章 雙口網(wǎng)絡(luò)參數(shù) 1.1 傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù) 1.2 散射參數(shù) 1.3 雙口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)間轉(zhuǎn)換 1.4 雙口網(wǎng)絡(luò)的互相連接 1.5 實際的雙口電路 1.5.1 單元件網(wǎng)絡(luò) 1.5.2 π形和T形網(wǎng)絡(luò) 1.6 具有公共端口的三口網(wǎng)絡(luò) 1.7 傳輸線 參考文獻 第2章 非線性電路設(shè)計方法 2.1 頻域分析 2.1.1 三角恒等式法 2.1.2 分段線性近似法 2.1.3 貝塞爾函數(shù)法 2.2 時域分析 2.3 NewtOn.Raphscm算法 2.4 準(zhǔn)線性法 2.5 諧波平衡法 參考文獻 第3章 非線性有源器件模型 3.1 功率MOSFET管 3.1.1 小信號等效電路 3.1.2 等效電路元件的確定 3.1.3 非線性I—V模型 3.1.4 非線性C.V模型 3.1.5 電荷守恒 3.1.6 柵一源電阻 3.1.7 溫度依賴性 3.2 GaAs MESFET和HEMT管 3.2.1 小信號等效電路 3.2.2 等效電路元件的確定 3.2.3 CIJrtice平方非線性模型 3.2.4 Curtice.Ettenberg立方非線性模型 3.2.5 Materka—Kacprzak非線性模型 3.2.6 Raytheon(Statz等)非線性模型 3.2.7 rrriQuint非線性模型 3.2.8 Chalmers(Angek)v)非線性模型 3.2.9 IAF(Bemth)非線性模型 3.2.10 模型選擇 3.3 BJT和HBT汀管 3.3.1 小信號等效電路 3.3.2 等效電路中元件的確定 3.3.3 本征z形電路與T形電路拓?fù)渲g的等效互換 3.3.4 非線性雙極器件模型 參考文獻 第4章 阻抗匹配 4.1 主要原理 4.2 Smith圓圖 4.3 集中參數(shù)的匹配 4.3.1 雙極UHF功率放大器 4.3.2 M0SFET VHF高功率放大器 4.4 使用傳輸線匹配 4.4.1 窄帶功率放大器設(shè)計 4.4.2 寬帶高功率放大器設(shè)計 4.5 傳輸線類型 4.5.1 同軸線 4.5.2 帶狀線 4.5.3 微帶線 4.5.4 槽線 4.5.5 共面波導(dǎo) 參考文獻 第5章 功率合成器、阻抗變換器和定向耦合器 5.1 基本特性 5.2 三口網(wǎng)絡(luò) 5.3 四口網(wǎng)絡(luò) 5.4 同軸電纜變換器和合成器 5.5 wilkinson功率分配器 5.6 微波混合橋 5.7 耦合線定向耦合器 參考文獻 第6章 功率放大器設(shè)計基礎(chǔ) 6.1 主要特性 6.2 增益和穩(wěn)定性 6.3 穩(wěn)定電路技術(shù) 6.3.1 BJT潛在不穩(wěn)定的頻域 6.3.2 MOSFET潛在不穩(wěn)定的頻域 6.3.3 一些穩(wěn)定電路的例子 6.4 線性度 6.5 基本的工作類別:A、AB、B和C類 6.6 直流偏置 6.7 推挽放大器 6.8 RF和微波功率放大器的實際外形 參考文獻 第7章 高效率功率放大器設(shè)計 7.1 B類過激勵 7.2 F類電路設(shè)計 7.3 逆F類 7.4 具有并聯(lián)電容的E類 7.5 具有并聯(lián)電路的E類 7.6 具有傳輸線的E類 7.7 寬帶E類電路設(shè)計 7.8 實際的高效率RF和微波功率放大器 參考文獻 第8章 寬帶功率放大器 8.1 Bode—Fan0準(zhǔn)則 8.2 具有集中元件的匹配網(wǎng)絡(luò) 8.3 使用混合集中和分布元件的匹配網(wǎng)絡(luò) 8.4 具有傳輸線的匹配網(wǎng)絡(luò) 8.5 有耗匹配網(wǎng)絡(luò) 8.6 實際設(shè)計一瞥 參考文獻 第9章 通信系統(tǒng)中的功率放大器設(shè)計 9.1 Kahn包絡(luò)分離和恢復(fù)技術(shù) 9.2 包絡(luò)跟蹤 9.3 異相功率放大器 9.4 Doherty功率放大器方案 9.5 開關(guān)模式和雙途徑功率放大器 9.6 前饋線性化技術(shù) 9.7 預(yù)失真線性化技術(shù) 9.8 手持機應(yīng)用的單片cMOS和HBT功率放大器 參考文獻
標(biāo)簽: 射頻 微波功率 放大器設(shè)計
上傳時間: 2013-04-24
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在功率電路中,電壓的檢測相對于電流的檢測要簡單和容易得多。電壓的檢測可以很方便地進行而不會對電路性能產(chǎn)生明顯影響;而對電流的檢測卻要復(fù)雜得多,電流的檢測必須引入測量電流的檢測器,檢測器的引入將影響電路的性能。根據(jù)具體的電路,選擇合適的電流檢測方案,并進行正確的電路設(shè)計,是功率電路設(shè)計成敗的關(guān)鍵之一。 在開關(guān)電源設(shè)計中,電流檢測技術(shù)起著至關(guān)重要的作用,是開關(guān)電源設(shè)計成功與否的關(guān)鍵因素。本文首先詳細(xì)分析和比較了目前開關(guān)電源中常用的電阻檢測、磁檢測、MOSFET檢測等幾種電流檢測方法。并根據(jù)各自的特點,將各種技術(shù)加以區(qū)別,為各種開關(guān)電源選擇合適的檢測技術(shù)指明了方向。在此基礎(chǔ)上,本文提出了兩種適用于電流型控制開關(guān)電源的新型電流檢測電路。該電路結(jié)合了場效應(yīng)晶體管導(dǎo)通電阻特性和電流鏡像原理,能即時、快速地檢測流過功率開關(guān)管的電流,以有效地進行開關(guān)控制和過流保護。論文最后還介紹了一種無檢測電路的控制,并提出了一種分析無電流傳感器控制斜坡補償?shù)姆治龇椒ǎ瑥睦碚撋献C實了電流型控制斜坡補償?shù)囊饬x。
標(biāo)簽: 開關(guān)電源 電流檢測 技術(shù)研究
上傳時間: 2013-06-07
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在電力系統(tǒng)中,無功功率是影響電網(wǎng)穩(wěn)定的一個重要因素,它關(guān)系到整個電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定的運行,無功補償是保證電力系統(tǒng)高效可靠運行的有效措施之一。基于國內(nèi)電力市場的需求現(xiàn)狀,考慮到無功補償?shù)膶崿F(xiàn)條件和經(jīng)濟適應(yīng)性,研制出了一種基于DSP TMS320LF2407A控制的TSC型低壓動態(tài)無功補償裝置。該裝置以實時的電網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù),以低壓網(wǎng)的最佳無功補償為對象。 本文主要研究了TSC無功補償?shù)幕驹恚瑹o功補償?shù)目刂品绞胶驮恚约翱刂破鞯能洝⒂布脑O(shè)計。在硬件設(shè)計方面,由DSP TMS320LF2407A作為主控制器,能夠?qū)崿F(xiàn)自動采樣計算、無功自動調(diào)節(jié)、故障保護、數(shù)據(jù)存儲等功能,具有比傳統(tǒng)的單片機控制運算速度高,實時性好的特點。采用晶閘管控制投切電容器,完全實現(xiàn)了電容器的快速,無弧,無沖擊投切,具有優(yōu)良的性能。在軟件上,采用C語言和匯編語言混合編程,遵循模塊化設(shè)計原則,提高了系統(tǒng)的通用性和維護的簡易程度。在投切原則上,與常見的功率因數(shù)控制方案相比較,采用電壓無功復(fù)合控制,避免了輕載投切振蕩,使無功調(diào)節(jié)更為合理。為了實現(xiàn)裝置應(yīng)具有的功能,本文設(shè)計并制作了較為完整的控制電路及其外圍設(shè)備的硬件電路。它們包括觸發(fā)電路、采樣電路及通訊電路等。文中設(shè)計編寫了整個控制系統(tǒng)的控制程序,給出了控制軟件的結(jié)構(gòu)框圖。在本文中,還設(shè)計了電容器保護電路,以及裝置在電網(wǎng)諧波含量超標(biāo)時采取的保護措施。實驗結(jié)果表明,本裝置軟硬件設(shè)計合理,控制方法可行,系統(tǒng)運行可靠,達到了預(yù)期的目的。
上傳時間: 2013-04-24
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中大功率IGBT驅(qū)動及串并聯(lián)特性應(yīng)用研究 中大功率IGBT驅(qū)動及串并聯(lián)特性應(yīng)用研究 中大功率IGBT驅(qū)動及串并聯(lián)特性應(yīng)用研究 中大功率IGBT驅(qū)動及串并聯(lián)特性應(yīng)用研究
上傳時間: 2013-05-19
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PWM(脈沖寬度調(diào)制)是一種利用數(shù)字信號來控制模擬電路的控制技術(shù),廣泛應(yīng)用于電源、電機、伺服系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、電子控制器、功率控制等電力電子設(shè)備。PWM技術(shù)在逆變電路中的應(yīng)用最為廣泛,也是變頻技術(shù)的核心,同時在機床,液壓位置控制系統(tǒng)等機械裝置中也發(fā)揮著重要的作用。PWM技術(shù)已經(jīng)成為控制領(lǐng)域的一個熱點,因此研究PWM發(fā)生器對于基礎(chǔ)理論的發(fā)展和技術(shù)的改進都有十分重要的意義。 論文研究的主要內(nèi)容是用任意波形作為調(diào)制信號通過特定的方法來產(chǎn)生所需要的PWM波形,任意波形的合成和PWM波形的生成是兩個主要任務(wù)。任意波形的合成是課題設(shè)計的一個難點,也是影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素之一。論文中波形合成采用直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù)來實現(xiàn)。DDS技術(shù)以相位為地址,通過查找離散幅度數(shù)據(jù)進行波形合成,具有輸出波形相位變化連續(xù)、分辨率高、頻率轉(zhuǎn)換速率快的優(yōu)點,而且通過設(shè)置控制字可靈活方便地改變輸出頻率,是目前波形合成的主流方法。 實現(xiàn)PWM發(fā)生器的設(shè)計方法有多種。在綜合比較了單片機、DSP、ARM等常用開發(fā)工具特點的基礎(chǔ)上,本文提出了一種以可編程邏輯器件(PLD)為主體,單片機輔助配合的設(shè)計方法。隨著計算機技術(shù)和微電了技術(shù)的迅速發(fā)展,可編程邏輯器件的集成度和容量越來越大,基于PLD的設(shè)計方法正逐步成為一種主流于段,是近些年來電子系統(tǒng)設(shè)計的一個熱點。整個系統(tǒng)分為模擬波形產(chǎn)生、單片機控制電路、FPGA內(nèi)部功能模塊三大部分。FPGA部分的設(shè)計是以Altera公司的Quartus Ⅱ軟件為開發(fā)平臺,采用VHDL語言為主要輸入手段來完成內(nèi)部各功能模塊的設(shè)計輸入、編譯、仿真等調(diào)試工作,目標(biāo)載體選用性價比比較高的Altera公司的CycloneⅡ系列的器件;單片機控制電路主要負(fù)責(zé)控制字的設(shè)置和顯示,波形數(shù)據(jù)的接受與發(fā)送;用MATLAB軟件完成仟意波形的繪制和模擬任務(wù)。 論文共分五章,詳細(xì)介紹了課題的背景、PWM發(fā)生器的發(fā)展和應(yīng)用以及選題的目的和意義等,論述了系統(tǒng)設(shè)計方案的可行性,對外圍電路和FPAG內(nèi)部功能模塊的設(shè)計方法進行了具體說明,并對仿真結(jié)果、系統(tǒng)的性能、存在的問題和改進方法等進行了分析和闡述。整個設(shè)計滿足PWM發(fā)生器的任務(wù)和功能要求,設(shè)計方法可行。
上傳時間: 2013-04-24
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本書是《最新電子電路大全》叢書的第4卷。內(nèi)容包括功率輸出與電源.供給的基本知識、功率輸出電路、整流與穩(wěn)壓電路、開關(guān)型穩(wěn)壓電源、電壓基準(zhǔn)與恒流源電路、電池充電電路、直流一直流電壓變換電路、直流一交流逆變電源電路、交流穩(wěn)壓電路等。除第一章作為全書的基礎(chǔ)知識外,其余各章都自成體系,以方便讀者作為工具書隨機查閱。利用這本工具書,讀者只需按圖索驥便可完成設(shè)計、開發(fā)過程中許多耗工費時的工作。 本書可作為從事電子產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、維修人員的工具書,也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)的師生進行課程設(shè)計和電子制作的參考書。
上傳時間: 2013-04-24
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Flyback架構(gòu)的EMI 效果通常是比較差的(特別是在不連續(xù)工作模式下),以往常經(jīng)驗來看,充電板以及功率板上的充電部分是整機EMI效果的重要決定因素之一。因此在此專題里面將以Flyback架構(gòu)
標(biāo)簽: Flyback EMI 架構(gòu) 分
上傳時間: 2013-04-24
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功率變壓器是開關(guān)電源中非常重要的部件,它和普通電源變壓器一樣也是通過磁耦合來傳輸能量的。不過在這種功率變壓器中實現(xiàn)磁耦合的磁路不是普通變壓器中的硅鋼片,而是在高頻情況下工作的磁導(dǎo)率較高的鐵氧體磁心或鈹
標(biāo)簽: 開關(guān)電源 功率變壓器 設(shè)計方法
上傳時間: 2013-04-24
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–越來越高的效率及功率密度的要求–輸出電壓必須越來越低,輸出電流越來越高–可以支持預(yù)偏壓操作–快速的瞬態(tài)響應(yīng)
上傳時間: 2013-06-15
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