電源是電子設備的重要組成部分,其性能的優劣直接影響著電子設備的穩定性和可靠性。隨著電子技術的發展,電子設備的種類越來越多,其對電源的要求也更加靈活多樣,因此如何很好的解決系統的電源問題已經成為了系統成敗的關鍵因素。 本論文研究選取了BICMOS工藝,具有功耗低、集成度高、驅動能力強等優點。根據電流模式的PWM控制原理,研究設計了一款基于BICMOS工藝的雙相DC-DC電源管理芯片。本電源管理芯片自動控制兩路單獨的轉換器工作,兩相結構能提供大的輸出電流,但是在開關上的功耗卻很低。芯片能夠精確的調整CPU核心電壓,對稱不同通道之間的電流。本電源管理芯片單獨檢測每一通道上的電流,以精確的獲得每個通道上的電流信息,從而更好的進行電流對稱以及電路的保護。 文中對該DC-DC電源管理芯片的主要功能模塊,如振蕩器電路、鋸齒波發生電路、比較器電路、平均電流電路、電流檢測電路等進行了設計并給出了仿真驗證結果。該芯片只需外接少數元件就可構成一個高性能的雙相DC-DC開關電源,可廣泛應用于CPU供電系統等。 通過應用Hspice軟件對該變換器芯片的主要模塊電路進行仿真,驗證了設計方案和理論分析的可行性和正確性,同時在芯片模塊電路設計的基礎上,應用0.8μmBICMOS工藝設計規則完成了芯片主要模塊的版圖繪制,編寫了DRC、LVS文件并驗證了版圖的正確性。所設計的基于BICMOS工藝的DC-DC電源管理芯片的均流控制電路達到了預期的要求。
上傳時間: 2013-06-06
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隨著21世紀的到來,特別是近年來現代高科技和信息技術正在由智能大廈走向智能化住宅小區,進而走進家庭。人們對家居生活環境的要求也越來越高,并將注意力越來越多的放在了生活環境的安全性、舒適性和便利性上。 家居無線監控問題是當今國際建筑智能化領域的前沿性研究課題。無線傳感網絡的出現克服了家庭中布線的煩瑣,充分體現了智能家居系統的靈活、方便、高效。本項目研究開發了基于ZigBee技術和Internet技術的智能家居監控系統,將Internet的遠程監控與ZigBee短距離控制相結合,實現系統的家居無線控制和數據采集,避免了綜合布線,可擴展性好。 本文首先進行系統總體設計,結合底層ZigBee無線傳感網絡的特點和系統總體網絡監控的要求,將該系統設計分為四部分:無線傳輸模塊、數據處理模塊、以太網傳輸模塊、上位機顯示界面。然后對ZigBee協議標準做了全面地研究分析,同時給出了基于CC2430的無線傳輸模塊的軟硬件設計和星型網絡搭建,并給出了測試結果。接著設計了基于TMS320F2812的數據處理模塊,給出了硬件電路和外圍輔助電路設計方案,并為其移植了實時操作系統μc/OS-Ⅱ。本設計完成了基于RTL8019AS的以太網傳輸模塊設計和系統的以太網通信程序的設計,實現了從底層ZigBee無線傳感網絡的數據采集最終到監控機的數據傳輸并測試成功。最后在VC++6.0環境下,應用Windows Sockets套件接口開發顯示界面對底層采集的數據分類顯示。 整個智能家居監控系統能夠對家用電器的完成開關量的控制,還能夠對三 表(水表、電表、燃氣表)進行無線抄表,最重要的是可監測來自家庭安防傳感器(火警、煤氣泄露)的數據,以備物業等部門監控。通過測試后,證實了設計方案的正確性,結果滿足系統設計要求,該設計具有一定的新穎性和實用性。關鍵詞:智能家居,ZigBee,數據處理,μC/OS-Ⅱ,Windows Sockets
上傳時間: 2013-06-28
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函數發生器又名任意波形發生器,是一種常用的信號源,廣泛應用于通信、雷達、導航等現代電子技術領域。信號發生器的核心技術是頻率合成技術,主要方法有:直接模擬頻率合成、鎖相環頻率合成(PLL)、直接數字合成技術(DDS)。DDS是開環系統,無反饋環節,輸出響應速度快,頻率穩定度高。因此直接數字頻率合成技術是目前頻率合成的主要技術之一,其輸出信號具有相對較大的帶寬、快速的相位捷變、極高的相位分辨率和相位連續等優點。本文的主要工作是采用SOPC結合虛擬儀器技術,進行DDS智能函數發生器的研制。 本文介紹了虛擬儀器技術的基本理論,簡要闡述了儀器驅動程序、VISA等相關技術。對SOPC技術進行了深入的研究:SOPC技術是基于可編程邏輯器件的可重構片上系統,它作為SOC和CPLD/FPGA相結合的一項綜合技術,結合了兩者的優點,集成了硬核或軟核CPU、DSP、鎖相環、存儲器、I/O接口及可編程邏輯,可以靈活高效地解決SOC方案,而且設計周期短,設計成本低,非常適合本設計的應用。本文還對基于DDS原理的設計方案進行了分析,介紹了DDS的基本理論以及數學綜合,在研究DDS原理的基礎上,利用SOPC技術,在一片FPGA芯片上實現了整個函數發生器的硬件集成。 本文就函數發生器的設計制定了整體方案,對軟硬件設計原理及實現方法進行了具體的介紹,包括整個系統的硬件電路,SOPC片上系統和PC端軟件的設計。在設計中,LabVIEW波形編輯軟件和函數發生器二者采用異步串口進行通信。利用LabVIEW的強大功能,把波形的編輯,系統的設置放到計算機上完 成,具有人機界面友好、系統升級方便、節約硬件成本等諸多優勢。同時充分利用了FPGA內部大量的邏輯資源,將DDS模塊和微處理器模塊集成到一個單片FPGA上,改變了傳統的系統設計思路。通過對系統仿真和實際測試,結果表明該智能型函數發生器不僅能產生理想的輸出信號,還具有集成度高、穩定性好和擴展性強等優點。關鍵詞:智能型函數發生器,虛擬儀器,可編程片上系統,直接數字合成技術,NiosⅡ處理器。
上傳時間: 2013-07-09
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在能源枯竭與環境污染問題日益嚴重的今天,新能源的開發與利用愈來愈受到重視。太陽能是當前世界上最清潔、最現實、最有大規模開發利用前景的可再生能源之一。其中太陽能光伏利用受到世界各國的普遍關注。而太陽能光伏并網發電是太陽能光伏利用的主要發展趨勢,必將得到快速的發展。在并網型光伏發電系統中,逆變器是系統中最末一級或唯一一級能量變換裝置,其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響整個并網型系統的性能和投資。按照不同的標準光伏并網逆變器的拓撲結構分為很多種,本文主要研究單相非隔離型光伏并網逆變器。 文章首先概述了光伏并網系統的發展情況并分析了當前國際金融危機對光伏產業的影響。其次,分析了當前國際市場上主要的光伏逆變器產品的特點,概括了光伏并網系統中光伏陣列的配置。隨后,本文以單相全橋拓撲為模型分析了非隔離型并網系統在采用不同的PWM調制策略下的共模電流,指出了抑制共模電流需滿足的條件。對于全橋和半橋拓撲,分析了不同的濾波方式對共模電流抑制的影響。總結了能夠抑制共模電流的實用電路拓撲并提出了一種能夠抑制共模電流的新拓撲。對不同拓撲的損耗情況在文章中進行了比較。 對于非隔離型并網系統中的逆變器易向電網注入直流分量的問題,首先分析了直流分量產生的原因及其導致變壓器產生的直流偏磁飽和現象。在此基礎上,總結了抑制直流分量的方法,指出了半橋拓撲能夠抑制直流分量。對于并網電流的控制,工程上通常采用比例積分控制器,而比例積分控制器在理論上無法實現無靜差控制,因此,本文對能夠實現無靜差控制的比例諧振控制器進行了簡要分析。最后,在非隔離型1.5kW實驗平臺上對共模電流和直流分量的抑制方法進行了驗證。
上傳時間: 2013-07-30
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本文研究了高頻感應加熱電源的鎖相控制技術。分別建立了定角與定時控制技術的MOSFET電壓型諧振逆變器仿真模型,分析比較了兩者的優缺點,從而得出了定角控制技術為較優的結論;通過理論分析與實驗測量MOSFET損耗的方法對最優鎖相角度的選取進行了探索;最后設計了以DSP為核心的定角鎖相控制電路,并運用MATLAB軟件進行了仿真研究以及DSP代碼自動生成,驗證了方案的可行性。這種控制方法可以使逆變器工作在小感性準諧振狀態,降低了MOSFET損耗,具有線路簡單、響應迅速、控制靈活等優點,為工程運用打下了堅實的基礎。
上傳時間: 2013-05-29
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逆變器作為光伏陣列和電網接口的主要設備,它的性能決定著整個光伏發電系統的性能。為了將光伏陣列產生的電能最大限度地饋入電網,并提高其運行的穩定度、可靠性和精確度,必須對并網逆變器的主電路拓撲選擇、濾波器參數設計及其控制策略選取等進行深入研究。 論文首先分析了光伏發電的國內外發展現狀和應用前景,對光伏并網發電系統的種類、結構和并網標準進行了綜述。針對眾多適用于光伏并網的逆變器拓撲進行了詳細的比較分析,最終確定了一臺單相滿載功率1kW、并網電壓220V的逆變器拓撲及其主電路參數,對其輸出濾波器參數進行設計,并對其進行了幅頻特性分析。 其次,詳細分析和研究逆變器的并網控制策略,確定了在獨立工作模式下的瞬時電壓控制策略和在并網工作模式下的瞬時電流控制策略。根據選定的控制策略分別對其控制系統進行了建模和閉環參數設計,并利用Sabet軟件進行系統仿真,驗證了系統建模和設計的正確性。 接著,在分析光伏陣列特性的基礎上,總結和比較了常用的幾種MPPT(Maximum Power Point Tracking)控制方法,通過擾動觀測法對并網逆變器輸出電流的控制,實現了光伏陣列的MPPT,并給出了設計方案和實驗驗證。 最后,根據以上分析結果,研制了一臺基于DSP控制的光伏并網逆變器的試驗樣機,并詳述了其軟硬件的設計方案,給出了相關實驗結果。
上傳時間: 2013-04-24
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本文致力于可并聯運行的斬控式單相交流斬波變換器的研究。交交變換技術作為電力電子技術一個重要的領域一直得到人們的關注,但大都將目光投向AC-DC-AC兩級變換上面。AC/AC直接變換具有單級變換、功率密度高、拓撲緊湊簡單、并聯容易等優勢,并且具有較強擴展性,故而在工業加熱、調光電源、異步電機啟動、調速等領域具有重要應用。斬控式AC/AC 電壓變換是一種基于自關斷半導體開關器件及脈寬調制控制方式的新型交流調壓技術。 本文對全數字化的斬控式AC/AC 變換做了系統研究,工作內容主要有:對交流斬波電路的拓撲及其PWM方式做了詳細的推導,著重對不同拓撲的死區效應進行了分析,并且推導了不同負載情況對電壓控制的影響。重點推導了單相Buck型變換器和Buck-Boost 變換器的拓撲模型,并將單相系統的拓撲開關模式推導到三相的情況,然后分別對單相、三相的情況進行了Matlab仿真。建立了單相Buck 型拓撲的開關周期平均意義下的大信號模型和小信號模型,指導控制器的設計。建立了適合電路工作的基于占空比前饋的電壓瞬時值環、電壓平均值環控制策略。在理論分析和仿真驗證的基礎上,建立了一臺基于TMS320F2808數字信號處理器的實驗樣機,完成樣機調試,并完成各項性能指標的測試工作。
上傳時間: 2013-04-24
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用一片CPLD實現數字鎖相環,用VHDL或V語言
上傳時間: 2013-05-27
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蓄電池作為一種儲能設備,廣泛應用于國民經濟的各個部門。近幾年來,電動汽車行業迅速發展,對于純電動汽車蓄電池是唯一的動力源,需要定期的滿充滿放的維護來提高電池性能,同時測量電池實際安時數。蓄電池的充放電技術與蓄電池相伴而生,與蓄電池的發展和應用有著密切的關系。充放電系統性能直接影響著蓄電池的技術狀態,使用壽命,并決定著放電時對電網污染的程度。 目前,大功率蓄電池充放電系統仍大量采用晶閘管移相控制技術,該技術具有技術成熟,價格低廉的優點,但網側功率因數低,對電網的污染大。而消除電網諧波污染、提高功率因數是電力電子領域研究的重大課題之一。本文為大功率鋰離子蓄電池充放電設計的系統采用電壓型PWM整流器和雙向DC/DC變換器的結構,在實現能量雙向流動的同時,實現網側電流波形的正弦化控制,具有節能,對電網污染小等優點。 本文設計了主電路參數并在MATLAB/Simulink環境下進行了仿真。本文還提出了以MC9S12D64為核心的雙向DC/DC變換器控制板和控制器的硬件、軟件的完整的設計方案。充電采用恒流充電和恒壓充電相結合的控制策略,實現單體電池電壓控制,提高了充放電控制性能和安全性。充放電系統樣機測試結果表明:滿載時,系統效率80%以上,功率因數99%以上,諧波含量5%以下,滿足設計要求,驗證了系統設計的可行性。
上傳時間: 2013-06-27
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有機發光顯示器件(OrganicLight-EmittingDiodes,OLEDs)作為下一代顯示器倍受關注,它具有輕、薄、高亮度、快速響應、高清晰度、低電壓、高效率和低成本等優點,完全可以媲美CRT、LCD、LED等顯示器件。作為全固化顯示器件,OLED的最大優越性是能夠與塑料晶體管技術相結合實現柔性顯示,應用前景非常誘人。OLED如此眾多的優點和廣闊的商業前景,吸引了全球眾多研究機構和企業參與其研發和產業化。然而,OLED也存在一些問題,特別是在發光機理、穩定性和壽命等方面還需要進一步的研究。要達到這些目標,除了器件的材料,結構設計外,封裝也十分重要。 本論文的主要工作是利用現有的材料,從綠光OLED器件制作工藝、發光機理,結構和封裝入手,首先,探討了作為陽極的ITO玻璃表面處理工藝和ITO玻璃的光刻工藝。ITO表面的清潔程度嚴重影響著光刻質量和器件的最終性能;ITO表面經過氧等離子處理后其表面功函數增大,明顯提高了器件的發光亮度和發光效率。 其次,針對光刻、曝光工藝技術進行了一系列相關實驗,在光刻工藝中,光刻膠的厚度是影響光刻質量的一個重要因素,其厚度在1.2μm左右時,光刻效果理想。研究了OLED器件陰極隔離柱成像過程中的曝光工藝,摸索出了最佳工藝參數。 然后采用以C545T作為綠光摻雜材料制作器件結構為ITO/CuPc(20nm)/NPB(100nm)/Alq3(80nm):C545T(2.1%摻雜比例)/Alq3(70nm)/LiF(0.5nm)/Al(1,00nm)的綠光OLED器件。最后基于以上器件采用了兩種封裝工藝,實驗一中,在封裝玻璃的四周涂上UV膠,放入手套箱,在氮氣保護氣氛下用紫外冷光源照射1min進行一次封裝,然后取出OLED片,在ITO玻璃和封裝玻璃接口處涂上UV膠,真空下用紫外冷光源照射1min,固化進行二次封裝。實驗二中,在各功能層蒸鍍完成后,又在陰極的外面蒸鍍了一層薄膜封裝層,然后再按實驗一的方法進行封裝。薄膜封裝層的材料分別為硒(Se)、碲(Te)、銻(Sb)。分別對兩種封裝工藝器件的電流-電壓特性、亮度-電壓特性、發光光譜及壽命等特性進行了測試與討論。通過對比,研究發現增加薄膜封裝層器件的壽命比未加薄膜封裝層器件壽命都有所延長,其中,Se薄膜封裝層的增加將器件的壽命延長了1.4倍,Te薄膜封裝層的增加將器件的壽命延長了兩倍多,Sb薄膜封裝層的增加將器件的壽命延長了1.3倍,研究還發現薄膜封裝層基本不影響器件的電流-電壓特性、色坐標等光電性能。最后,分別對三種薄膜封裝層材料硒(Se)、碲(Te)、銻(Sb)進行了研究。
上傳時間: 2013-07-11
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