針對目前矩陣變換器電壓傳輸比多數只能達到0.866的問題,進行了深入研究,設計了一種泵式矩陣變換器結構,使電壓傳輸比任意可調,并從機理上解決了矩陣式變換器的傳輸比低的問題。
上傳時間: 2013-11-19
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單相橋式逆變電路為例:S1~S4是橋式電路的4個臂,由電力電子器件及輔助電路組成。S1、S4閉合,S2、S3斷開時,負載電壓uo為正S1;S1、S4斷開,S2、S3閉合時,uo為負,把直流電變成了交流電。改變兩組開關切換頻率,可改變輸出交流電頻率。圖5-1 逆變電路及其波形舉例電阻負載時,負載電流io和uo的波形相同,相位也相同。阻感負載時,io滯后于uo,波形也不同(圖5-1b)。t1前:S1、S4通,uo和io均為正。t1時刻斷開S1、S4,合上S2、S3,uo變負,但io不能立刻反向。io從電源負極流出,經S2、負載和S3流回正極,負載電感能量向電源反饋,io逐漸減小,t2時刻降為零,之后io才反向并增大 (2)換流方式分類換流——電流從一個支路向另一個支路轉移的過程,也稱換相。開通:適當的門極驅動信號就可使其開通。關斷:全控型器件可通過門極關斷。半控型器件晶閘管,必須利用外部條件才能關斷,一般在晶閘管電流過零后施加一定時間反壓,才能關斷。研究換流方式主要是研究如何使器件關斷。本章換流及換流方式問題最為全面集中,因此在本章講述1、器件換流利用全控型器件的自關斷能力進行換流(Device Commutation)。2、電網換流由電網提供換流電壓稱為電網換流(Line Commutation)。可控整流電路、交流調壓電路和采用相控方式的交交變頻電路,不需器件具有門極可關斷能力,也不需要為換流附加元件。3、負載換流由負載提供換流電壓稱為負載換流(Load Commutation)。負載電流相位超前于負載電壓的場合,都可實現負載換流。負載為電容性負載時,負載為同步電動機時,可實現負載換流。
上傳時間: 2013-10-15
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MAX29X是美國MAXIM公司生瓣的8階開關電容低通濾波器,由于價格便宜、使用方便、設計簡單,在通訊、信號自理等領域得到了廣泛的應用。本文就其工作原理、電氣參數、設計注意事項等問題作了討論,具有一定的實用參考價值。關鍵詞:開關電容、濾波器、設計 1 引言 開關電容濾波器在近些年得到了迅速的發展,世界上一些知名的半導體廠家相繼推出了自己的開頭電容濾波器集成電路,使形狀電容濾波器的發展上了一個新臺階。 MAXIM公司在模擬器件生產領域頗具影響,它生產MAX291/292/293/294/295/296/297系列8階低通開關電容濾波器由于使用方便(基本上不需外接元件)、設計簡單(頻率響應函數是固定的,只需確定其拐角頻率即截止頻率)、尺寸小(有8-pin DIP封裝)等優點,在ADC的反混疊濾波、噪聲分析、電源噪聲抑制等領域得到了廣泛的應用。 MAX219/295為巴特活思(型濾波器,在通頻帶內,它的增益最穩定,波動小,主要用于儀表測量等要求整個通頻帶內增益恒定的場合。MAX292/296為貝塞爾(Bessel)濾波器,在通頻帶內它的群時延時恒定的,相位對頻率呈線性關系,因此脈沖信號通過MAX292/296之后尖峰幅度小,穩定速度快。由于脈沖信號通過貝塞爾濾波器之后所有頻率分量的延遲時間是相同的,故可保證波形基本不變。關于巴特活和貝塞爾濾波器的特性可能圖1來說明。圖1的蹤跡A為加到濾波器輸入端的3kHz的脈沖,這里我們把濾波器的截止頻率設為10kHZ。蹤跡B通過MAX292/296后的波形。從圖中可以看出,由于MAX292/296在通帶內具有線性相位特性,輸出波形基本上保持了方波形狀,只是邊沿處變圓了一些。方波通過MAX291/295之后,由于不同頻率的信號產生的時延不同,輸出波形中就出現了尖峰(overshoot)和鈴流(ringing)。 MAX293/294/297為8階圓型(Elliptic)濾波器,它的滾降速度快,從通頻帶到阻帶的過渡帶可以作得很窄。在橢圓型濾波器中,第一個傳輸零點后輸出將隨頻率的變高而增大,直到第二個零點處。這樣幾番重復就使阻事賓頻響呈現波浪形,如圖2所示。阻帶從fS起算起,高于頻率fS處的增益不會超過fS處的增益。在橢圓型濾波中,通頻帶內的增益存在一定范圍的波動。橢圓型濾波器的一個重要參數就是過渡比。過渡比定義為阻帶頻率fS與拐角頻率(有時也等同為截止頻率)由時鐘頻率確定。時鐘既可以是外接的時鐘,也可以是自己的內部時鐘。使用內部時鐘時只需外接一個定時用的電容既可。 在MAX29X系列濾波器集成電路中,除了濾波器電路外還有一個獨立的運算放大器(其反相輸入端已在內部接地)。用這個運算放大器可以組成配合MAX29X系列濾波器使用后的濾波、反混濾波等連續時間低通濾波器。 下面歸納一下它們的特點: ●全部為8階低通濾波器。MAX291/MAX295為巴特沃思濾波器;MAX292/296為貝塞爾濾波器;MAX293/294/297為橢圓濾波器。 ●通過調整時鐘,截止頻率的調整范圍為:0.1Hz~25kHz(MAX291/292/293*294);0.1Hz~kHz(MAX295/296/297)。 ●既可用外部時鐘也可用內部時鐘作為截止頻率的控制時鐘。 ●時鐘頻率和截止頻率的比率:10∶1(MAX291/292/293/294);50∶1(MAX295/296/297)。 ●既可用單+5V電源供電也可用±5V雙電源供電。 ●有一個獨立的運算放大器可用于其它應用目的。 ●8-pin DIP、8-pin SO和寬SO-16多種封裝。2 管腳排列和主要電氣參數 MAX29X系列開頭電容濾波器的管腳排列如圖3所示。 管腳功能定義如下: CLK:時鐘輸入。 OP OUT:獨立運放的輸出端。 OP INT:獨立運放的同相輸入端。 OUT:濾波器輸出。 IN:濾波器輸入。 V-:負電源 。雙電源供電時搛-2.375~-5.5V之間的電壓,單電源供電時V--=-V。 V+:正電源。雙電源供電時V+=+2.35~+5.5V,單電源供電時V+=+4.75~+11.0V。 GND:地線。單電源工作時GND端必須用電源電壓的一半作偏置電壓。 NC:空腳,無連線。 MAX29X的極限電氣參數如下: 電源(V+~V-):12V 輸入電壓(任意腳):V--0.3V≤VIN≤V++0.3V 連續工作時的功耗:8腳塑封DIP:727mW;8腳SO:471mW;16腳寬SO:762mW;8腳瓷封DIP:640mW。 工作溫度范圍:MAX29-C-:0℃~+70℃;MAX29-E-:-40℃~+85℃;MAX29-MJA:-55℃~+125℃;保存溫度范圍:-65℃~+160℃;焊接溫度(10秒):+300℃; 大多數的形狀電容濾波器都采用四節級連結構,每一節包含兩個濾波器極點。這種方法的特點就是易于設計。但采用這種方法設計出來的濾波器的特性對所用元件的元件值偏差很敏感。基于以上考慮,MAX29X系列用帶有相加和比例功能的開關電容持了梯形無源濾波器,這種方法保持了梯形無源濾波器的優點,在這種結構中每個元件的影響作用是對于整個頻率響應曲線的,某元件值的誤差將會分散到所有的極點,因此不值像四節級連結構那樣對某一個極點特別明顯的影響。3 MAX29X的頻率特性 MAX29X的頻率特性如圖4所示。圖中的fs都假定為1kHz。4 設計考慮 下面對MAX29X系列形狀電容濾波器的使用做些討論。4.1 時鐘信號 MAX29X系列開頭電容濾波器推薦使用的時鐘信號最高頻率為2.5MHz。根據對應的時鐘頻率和拐角頻率的比值,MAX291/MAX292/MAX293/MAX294的拐角頻率最高為25kHz.MAX295/MAX296/MAX297的拐角頻率最高為50kHz 。 MAX29X系列開關電容濾波器的時鐘信號既可幅外部時鐘直接驅動也可由內部振蕩器產生。使用外部時鐘時,無論是采用單電源供電還是雙電源供電,CLK可直接和采用+5V供電的CMOS時鐘信號發生器的輸出相連。通過調整外部時鐘的頻率,可完成濾波器拐角的實時調整。 當使用內部時鐘時,振蕩器的頻率由接在CLK端上的電容VCOSC決定: fCOSC (kHz)=105/3COSC (pF) 4.2 供電 MAX29X系列開關電容濾波器既可用單電源工作也可用雙電源工作。雙電源供電時的電源電壓范圍為±2.375~±5.5V。在實際電路中一般要在正負電源和GND之間接一旁路電容。 當采用單電源供電時,V-端接地,而GND端要通過電阻分壓獲得一個電壓參考,該電壓參考的電壓值為1/2的電源電壓,參見圖5。4.3 輸入信號幅度范圍限制 MAX29X允許的輸入信號的最大范圍為V--0.3V~V++0.3V。一般情況下在+5V單電源供電時輸入信號范圍取1V~4V,±5V雙電源供電時,輸入信號幅度范圍取±4V。如果輸入信號超過此范圍,總諧波失真THD和噪聲就大大增加;同樣如果輸入信號幅度過小(VP-P<1V),也會造成THD和噪聲的增加。4.4 獨立運算放大器的用法 MAX29X中都設計有一個獨立的運算放大器,這個放大器和濾波器的實現無直接關系,用這個放大器可組成一個一階和二階濾波器,用于實現MAX29X之前的反混疊濾波功能鄞MAX29X之后的時鐘噪聲抑制功能。這個運算放大器的反相端已在內部和GND相連。 圖6是用該獨立運放組成的2階低通濾波器的電路,它的拐角頻率為10kHz,輸入阻抗為22Ω,可滿足MAX29X形狀電容濾波器的最小負載要求(MAX29X的輸出負載要求不小于20kΩ)可以通過改變R1、R2、R3、C1、C2的元件值改變拐角頻率。具體的元件值和拐角頻率的對應關系參見表1。
上傳時間: 2013-10-18
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38V/100A可直接并聯大功率AC/DC變換器 隨著電力電子技術的發展,電源技術被廣泛應用于計算機、工業儀器儀表、軍事、航天等領域,涉及到國民經濟各行各業。特別是近年來,隨著IGBT的廣泛應用,開關電源向更大功率方向發展。研制各種各樣的大功率,高性能的開關電源成為趨勢。某電源系統要求輸入電壓為AC220V,輸出電壓為DC38V,輸出電流為100A,輸出電壓低紋波,功率因數>0.9,必要時多臺電源可以直接并聯使用,并聯時的負載不均衡度<5%。 設計采用了AC/DC/AC/DC變換方案。一次整流后的直流電壓,經過有源功率因數校正環節以提高系統的功率因數,再經半橋變換電路逆變后,由高頻變壓器隔離降壓,最后整流輸出直流電壓。系統的主要環節有DC/DC電路、功率因數校正電路、PWM控制電路、均流電路和保護電路等。 1 有源功率因數校正環節 由于系統的功率因數要求0.9以上,采用二極管整流是不能滿足要求的,所以,加入了有源功率因數校正環節。采用UC3854A/B控制芯片來組成功率因數電路。UC3854A/B是Unitrode公司一種新的高功率因數校正器集成控制電路芯片,是在UC3854基礎上的改進。其特點是:采用平均電流控制,功率因數接近1,高帶寬,限制電網電流失真≤3%[1]。圖1是由UC3854A/B控制的有源功率因數校正電路。 該電路由兩部分組成。UC3854A/B及外圍元器件構成控制部分,實現對網側輸入電流和輸出電壓的控制。功率部分由L2,C5,V等元器件構成Boost升壓電路。開關管V選擇西門康公司的SKM75GB123D模塊,其工作頻率選在35kHz。升壓電感L2為2mH/20A。C5采用四個450V/470μF的電解電容并聯。因為,設計的PFC電路主要是用在大功率DC/DC電路中,所以,在負載輕的時候不進行功率因數校正,當負載較大時功率因數校正電路自動投入使用。此部分控制由圖1中的比較器部分來實現。R10及R11是負載檢測電阻。當負載較輕時,R10及R11上檢測的信號輸入給比較器,使其輸出端為低電平,D2導通,給ENA(使能端)低電平使UC3854A/B封鎖。在負載較大時ENA為高電平才讓UC3854A/B工作。D3接到SS(軟啟動端),在負載輕時D3導通,使SS為低電平;當負載增大要求UC3854A/B工作時,SS端電位從零緩慢升高,控制輸出脈沖占空比慢慢增大實現軟啟動。 2 DC/DC主電路及控制部分分析 2.1 DC/DC主電路拓撲 在大功率高頻開關電源中,常用的主變換電路有推挽電路、半橋電路、全橋電路等[2]。其中推挽電路的開關器件少,輸出功率大,但開關管承受電壓高(為電源電壓的2倍),且變壓器有六個抽頭,結構復雜;全橋電路開關管承受的電壓不高,輸出功率大,但是需要的開關器件多(4個),驅動電路復雜。半橋電路開關管承受的電壓低,開關器件少,驅動簡單。根據對各種拓撲方案的工程化實現難度,電氣性能以及成本等指標的綜合比較,本電源選用半橋式DC/DC變換器作為主電路。圖2為大功率開關電源的主電路拓撲圖。
上傳時間: 2013-11-13
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隨著面向應用的增加,單片機系統I/O端口數量有限的問題日益突出。根據74HC164串行輸入、并行輸出的工作原理,對單片機系統的I/O端口進行擴展。設計具有16個按鍵的中斷串行鍵盤和具有8個數碼管的串行數碼管顯示,用4個I/O端口完成了傳統并行技術中需要24個I/O端口才能實現的功能。給出了硬件電路、程序和需要注意的問題。實踐表明,基于74HC164擴展單片機系統I/O端口的效果良好。
上傳時間: 2013-10-14
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電子式智能電表的設計 ADE7755 51單片機
上傳時間: 2013-11-21
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自制單片機開發板全過程(傻瓜式教程
上傳時間: 2014-12-24
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八路掃描式搶答器設計
標簽: 搶答器設計
上傳時間: 2014-09-05
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針對單片機項目式教學中出現的問題,提出了將Proteus仿真軟件和Keil軟件引入到單片機項目式教學中。以"簡易溫室監控系統"項目為例,詳細闡述Proteus軟件和Keil軟件在單片機課程教學中的使用方法和仿真調試過程。實踐證明,該教學方法能激發學生學習的熱情,鍛煉了學生的創新能力和單片機軟硬件綜合開發能力,取得了良好的教學效果,是提高單片機教學效率和教學質量的一種有效方法。
上傳時間: 2013-10-09
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QSP-12是一款性/價比極高的直接使用USB通訊協議而開發的三星單片機專用編程器。不同于傳統采用USB轉RS232的編程器,直接使用USB通訊協議的QSP-12更快更可靠!配合精心優化設計的PC客戶端編程(燒錄)軟件,實現了業界最高的編程性能。自動燒錄S3F9454(包含擦除/編程/校驗/寫Smart option/Read protect/LDC protect/Hard Lock)只須0.7秒,代碼越小,燒錄越快;代碼越大,優勢越明顯! 編程器采用小巧而堅實的烤漆鐵質外殼設計,具有極高的耐用性和抗電磁干擾能力,配備防止反插的RJ-11專業在線編程接口,確保您在使用過程中沒機會出錯。QSP-12快速可靠的編程(燒錄)能力,無論是您在產品開發、量產,還是在產品的現場升級階段,它都能給您帶來前所未有高效、可靠的編程體驗!在現今人力成本日益高漲的時代,為您贏得更多優勢! QSP-12特點: 直接使用USB通訊,更快、更可靠 無需用戶設定編程電壓,更安全、易用 業界最高的編程性能,節省人力成本 支持脫機燒錄 支持在線編程(ISP) 外形小巧,方便產品現場升級 堅實的烤漆鐵質外殼,更美觀耐用、抗電磁干擾能力強 低功耗(<0.5W),綠色環保
上傳時間: 2013-11-19
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