近年來,電源技術無論在理論研究,還是生產應用方面都取得了許多成果和長足的進步。開關電源的研究涉及電力電子、自動控制等技術領域,軟開關、高效率是開關電源的重要研究方向。因此,PFC技術和軟開關PWM技術作為成熟的技術,近些年來在中、小功率乃至大功率開關電源中得到普遍的應用。 本文研究設計了一種具有功率因數校正和軟開關技術的高效率開關電源。該開關電源主要分為兩個部分,前一部分為單相有源功率因數校正電路,后一部分為采用移相控制軟開關技術的全橋變換器。 論文首先介紹了開關電源技術的發展以及涉及到的技術領域,然后闡述了現階段幾種提高開關電源技術的新方法,最后詳細敘述了整個系統的設計。在詳細分析和研究單相有源功率因數校正原理的基礎上,設計出有源功率因數校正電路,并給出電路中升壓電感的設計方法。同時,設計出了大功率移相控制全橋軟開關PWMDC/DC變換器,詳細的研究了實現ZVS的條件。最后研制出了實驗樣機,并給出了實驗樣機的功率因數校正電路和移相全橋軟開關變換電路的實驗波形。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著自動化技術的發展和城市化進程的加快,照明用電占人類總發電量的比重也越來越大,對電子鎮流器的要求也越來越高,即功率因數高低的要求更加明確,功率因數高低已成為綜合衡量整流設備的一個重要指標。 本次課題采用功率因數控制芯片UC3854為核心,設計了一種較寬電壓輸入范圍、固定電壓輸出的250W的AC/DC變換器。對該變換器所用的有源功率因數校正(APFC)系統與UC3854芯片的原理和結構做了詳細的分析與討論,介紹了UC3854的管腳排列及功能。所設計的以UC3854為核心的有源功率因數校正器能在90V~220V的寬電壓輸入范圍內得到穩定的380V直流電壓輸出,并使功率因數達到0.99以上。 MATLAB強大的信號分析處理能力對高效地設計APFC系統及整定各個環節的參數帶來了極大便利。本文同時也采用MATLAB設計實現了一個有源功率因數校正器的仿真,用SIMULINK已有模塊模擬了UC3854的控制過程,給出了仿真電路和波形。 本文創新性的將系統工程引入APFC電路中,將系統工程中的建模分析和狀態空間法應用到此次設計的系統中,使得此次工程設計提升到了抽象的數學概念上。用數學模型可以表達出主電路的工作原理,從狀態空間法中找出了改變系統動態性能的相應參數,為此類電路的設計提供了理論依據。
上傳時間: 2013-05-24
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開關電源以其效率高、功率密度高在電源領域中占主導地位。開關電源多數是通過整流器與電力網相接的,經典的整流器是由二極管或晶閘管組成的一個非線性電路,其輸入電流波形呈脈沖狀,交流網側功率因數很低,在電網中會產生大量的電流諧波和無功功率而污染電網,成為電力公害。開關電源己成為電網最主要的諧波源之一。因此,進行網側功率因數校正成為目前研究的熱點之一。目前研究和應用得較多的高功率因數變換器要用兩級:DC/DC開關變換器串聯。這種電路的最大缺點是需要多個元器件、成本高、效率低,尤其在中小功率場合應用時很不經濟。現在國內外正在開發研究單級功率因數校正電路,具有很高的功率因數且成本低。因而研究單級功率因數校正及變換技術對抑制諧波污染、開創綠色電源以及實現當今開關電源的小型輕量化具有重大意義。 近年來隨著電子信息產業的高速發展,人們對開關電源的需求與日俱增,開關電源。PFC(Power Factor Correction)集成控制器己成為發展前景十分誘人的朝陽產業。隨著開關電源的廣泛應用,開關電源PFC集成控制器顯示出了強大的生命力,它具有集成度高、性價比高、外圍電路簡單和性能指標優良等優點,現已成為開發各類電源及開關電源模塊的優選集成電路。 本文首先闡述了電網污染的危害、功率因數的定義,總結了各種功率因數校正變換器的典型拓撲,對各種拓撲的特點、應用場合及控制方法作了比較分析,著重詳細介紹了反激拓撲的功率因數校正變換器的應用及優缺點。最后采用功率因數校正芯片SA7527進行了一個小功率電源的功率因數校正的設計,用實驗驗證了該設計的可行性,結果顯示功率因數能達到0.95左右,達到了較好的功率因數校正效果。
上傳時間: 2013-06-30
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在能源枯竭及環境污染問題日益嚴重的今天,光伏發電是未來可再生能源應用的一種重要方法。本文以光伏逆變技術為研究對象,對光伏系統最大功率點跟蹤方法、光伏智能充電控制策略、光伏并網系統拓撲結構與控制方法、光伏并網與有源濾波統一控制方法等問題進行了深入研究。 在擾動觀測法的基礎上,提出了一種直接電流控制最大功率點跟蹤方法,通過檢測變換器輸出電流進行最大功率點跟蹤控制,簡化控制算法,同時省去了擾動觀測法中的電壓和電流傳感器,降低系統成本。 研究了一種實用的光伏系統蓄電池充電控制策略,將最大功率點跟蹤與智能充電控制有機結合在一起,充分利用光伏電池的輸出功率,縮短充電時間,提高充電效率;研究了一種全數字式逆變器,通過電壓有效值外環和瞬時值內環的雙閉環控制,既能保證系統輸出電壓的穩態精度,又能保證瞬變負載條件下的動態特性。研制了一套3kW光伏獨立發電系統并進行了實驗驗證。 針對住宅型光伏并網逆變器體積小、性能價格比高的要求,研究了一種基于導抗變換器的并網逆變器拓撲結構,相比于傳統電流型逆變器,本拓撲省去了笨重的電抗器,同時利用高頻變壓器進行能量傳遞和電氣隔離,進一步降低了系統損耗和體積,降低系統成本。 經研究發現,由于導抗變換器的固有特性,采用傳統的SPWM調制方法將導致并網逆變器輸出平頂飽和的非正弦電流,造成對電網的諧波污染,提出了一種新型改進調制模式。該方法可以實現高功率因數、低諧波并網發電。根據上述理論分析,研制了一臺3kW單相光伏并網逆變器,實驗結果驗證了理論分析的正確性。 研究了一種三相電流型并網逆變器拓撲結構及其控制方法,采用改進調制模式對其進行控制,在諧波抑制方面取得了滿意的效果。提出的三相并網逆變方案,相比于傳統三相并網逆變器,具有如下顯著優點:系統中任意一相都是一個獨立的子系統,不受其它相影響,即使在某一相或某兩相損壞的情況下,剩余相也能正常運行,增加了系統的冗余性;在三相電網不平衡情況下,本方法也能提供穩定的三相電流,增加系統抗電網波動能力。初看起來本方案使用的導抗變換器和變壓器有3套,但是每相承受的功率容量只有系統總功率的三分之一,這樣可以選用較小容量的器件,有利于高頻電感和變壓器的制作和生產。提出了一種基于導抗變換器的三相電流型逆變器實現方案,利用導抗變換器將輸入直流電壓變換為高頻正弦電流,經高頻變壓器隔離及電流等級變換后進行裂相調制,輸出為三相正弦電流。該方法不僅省去了傳統電流型逆變器直流側電抗器,而且采用高頻變換進行功率傳輸,減小了隔離變壓器及輸出濾波器的體積,有利于裝置的小型化和降低成本。 針對光伏電池輸出電壓較低的問題,研究了一種單級式三相升壓型并網逆變器,通過一級變換同時實現升壓和DC/AC變換功能,并且提出了一種基于DSP芯片的控制策略,本方法僅用一個電壓傳感器就能替代原先的三個電壓傳感器:每個載波周期短路相只進行一次開關動作,同時任何時刻只有2個開關管導通,可有效降低系統的開關損耗和導通損耗;由于采用DSP控制,具有控制靈活、穩定性高、成本低、并網電能質量好,便于功率調節等優點。 提出了一種光伏并網與有源濾波兼用的統一控制策略,在同一套裝置上既實現光伏并網發電,又實現諧波補償,克服目前的光伏發電裝置白天發電、夜間停機的不足,提高系統利用率。詳細分析了無功電流和諧波電流的檢測方法、光伏并網發電有功指令電流的生成方法及電流環控制器和電壓環控制器的設計方法,并對光伏并網發電與有源濾波統一控制模式和單一有源濾波模式進行了討論,仿真和實驗結果驗證了所提出的系統結構及控制策略的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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工業領域中需要大量的AC/DC整流電源。隨著現代電力電子技術的不斷發展,人們曰益意識到低功率因數整流系統造成了諧波污染和電網公害。因此消除電網諧波污染,提高功率因數,成為整流系統的發展趨勢。由于中大功率的電力電子設備在電網中占很大的比重,因此高功率因數的三相整流器的研究已成為當今國內外研究的一大熱點。 隨著數字控制技術的不斷發展,越來越多的控制策略通過數字信號處理器(DSP)得以實現。數字控制的特有優點:簡化硬件電路,克服了模擬電路中參數溫度漂移的問題,控制靈活且易實現先進控制等,使得所設計的電源產品不僅性能可靠,且易于大批量生產,從而降低了開發周期。因此,數字化控制電源已成為當今于開關電源產品設計的潮流。 本文首先給出了幾種常見的三相功率因數校正方案,并對其進行了比較和分析,在前面的基礎上提出了:三相三開關三電平拓撲結構和雙閉環控制的策略結合的三相PFC系統。緊接著介紹了DSP芯片的特點及其在電力電子裝置中的應用,首先介紹目前DSP芯片的發展,通過比較選定了TI公司的TMSLF2407芯片作為本文的處理芯片,而后基于對TMSLF2407芯片的內部資源和該芯片數字式PWM信號產生的原基于DSP的三相有源功率因數校正研究與設計理的分析,提出了三相PFC的數字化解決方案。在第四章中介紹了基于DSP數字控制的PFC的總體設計方案,電路所采用的是基于平均電流方案的雙閉環控制策略。內環通過瞬時值控制獲得快速的動態性能,保證輸出畸變率較低,外環使用輸出電壓的瞬時值控制,具有較高的輸出精度。本文最后應用仿真軟件MATLAB中的SIMULINK對系統進行仿真,驗證控制策略的可行性,并有助于系統主電路和控制電路的設計。對于三相變換器這種復雜的非線性系統,需要模擬、數字信號混合仿真,仿真比較難以實現。一是因為模型難以建立二是即使建立起一個模型,由于電路復雜,仿真軟件也未必能保證其收斂性。所以經過簡化,利用MATLAB中的SIMULINK構建了變換器的電壓模型,用于驗證設計方法和設計參數的正確性。
上傳時間: 2013-05-31
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隨著圖像聲納技術的發展,對于大數據量圖像數據的壓縮成為必須要解決的一個課題。本文結合水聲圖像特點,應用VerilogHDL 語言在Quartus Ⅱ軟件環境下設計實現了JPEG基本模式編解碼器。 JPEG是國際標準化組織(ISO)和CCITT 聯合制定的靜態圖像的壓縮標準,是目前最常使用的圖像存儲格式。 論文首先介紹了JPEG編碼的基本原理,然后根據編碼的流程從總體結構上對JPEG編碼器進行了模塊劃分。對于2D—DCT變換采用了行列分離的快速算法;針對水聲圖像特點采用了DC系數直接編碼。以一幅真實的水聲圖像作為JPEG編碼器的測試輸入,對編碼器輸出的碼流經過軟件編程后正確顯示出了JPEG圖片,并分析了壓縮圖像效果和質量。 JPEG解碼器采用了和JPEG編碼器對稱的模塊劃分,2D—IDCT變換同樣采用了行列分離的快速算法;根據JPEG標準中哈夫曼編碼的特點,哈夫曼解碼采用了濃縮哈夫曼表法,降低了存儲資源,提高了解碼速度。對經本文設計的JPEG解碼器解碼后的圖片和原圖片進行了比較分析,結果表明本設計滿足要求。
上傳時間: 2013-05-25
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目 錄 實驗一、 電路仿真基礎 ………………………………………………………… 1 實驗二、 系統仿真基礎 ………………………………………………………… 20 實驗三、 DC仿真和電路模型 …………………………………………………… 36 實驗四、 AC仿真和調整 ………………………………………………………… 55 實驗五、 S參數仿真和優化 …………………………………………………… 72 實驗六、 濾波器:瞬態,設計指導,momentum,DAC …………………… 95 實驗七、 諧波平衡仿真 …………………………………………………………115 實驗八、 電路包絡仿真 …………………………………………………………132 實驗九、 最終電路/系統仿真 ………………………………………………… 147 附錄A、 射頻瞬態仿真器 ………………………………………………………167 附錄B、 諧波平衡仿真器 ………………………………………………………173 附錄C、電路包絡仿真器 ……………………………………………………… 181 《ADS2005仿真實驗教程》是設計一個用于1900MHz GSM的RF接收系統,包含的部件主要有: ? 200MHz由集總參數元件構成的低通濾波器 ? 1900MHz由微帶線構成的帶通濾波器 ? 1900MHz的功放 ? 把1900MHz變到200MHz的混頻器 ? 其他小部件 在完成這個系統的過程中,就可以掌握目錄所示的內
上傳時間: 2013-04-24
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General Description The LM621 is a bipolar IC designed for commutation of brushless DC motors. The part is compatible with both three- and four-phase motors. It can directly drive the power switching devices used to drive the motor. The LM621 provides an adjustable dead-time circuit to eliminate ``shootthrough'' current spiking in the power switching circuitry. Operation is from a 5V supply, but output swings of up to 40V are accommodated. The part is packaged in an 18-pin, dual-in-line package.
上傳時間: 2013-07-24
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AC/DC適配器(ADAPTER)高頻電子變壓器的設計有很多制約條件,比如空間體積、熱的問題、轉換器的效率、電磁干擾、PWM控制IC、性價比等。所以磁心選用受到一定的限制,不像一般資料中介紹的滿足功率容量即可,選擇的余地不大。所以本文不講解具體的磁心選擇,僅利用計算軟件對磁心的功率容量進行校驗。目前與NOTEBOOK和LCD配套的中高檔ADAPTER工作頻率在60KHz~100KHz左右。變壓器的繞組已用上了三重絕緣線,再要做小變壓器已經有難度。我們知道小型化開關變壓器有兩種方法:一、提高開關頻率,帶來的問題是對EMI的控制有一定難度;二、選用更高飽和磁通密度的磁心材料,如TDK公司的PC95和PE33 見表(1)。如果在100℃時Bsat能達到450mT~500mT,那么我們在設計開關變壓器時就能使用更少的圈數,減少銅損,同時又能提高初級繞組的電感量,降低峰值電流,減少開關管的能量損耗,從而減少開關變壓器的體積,進一步地實現ADAPTER的小型化。
上傳時間: 2013-08-04
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關于 ‘‘地’’ 電路中參考點-零電位點,稱為地點。開關電源中的‘‘地’’:: 公共端 (common)(common)-輸出與輸入參考點。例如-PFCPFC與后繼變換器輸入端的公共端。 電路中的地 (ground(ground--GND)GND)-所有電路共用參考-點。如輔助電源與PFCPFC及DC/DCDC/DC公共端。 大地 (earth(earth--E)電網供電設備通常以大地EE作為零電位。三相輸配電三相中點接大地EE,同時引出中,線NN。 接地阻抗很小的大面積 ‘‘地’’稱為地平面(Ground plane(plane)。
上傳時間: 2013-04-24
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