基于功率運(yùn)算放大器的電壓控制交流大電流源的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-18 05:52
幅值和頻率可調(diào)節(jié)的交流大電流源在半導(dǎo)體功率器件及電纜導(dǎo)體交流等效電阻測(cè)試領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用和市場(chǎng)需求,因此這類電源的研發(fā)具有重要工程價(jià)值。采用線性功率放大器件的交流大電流源具有高精度、高穩(wěn)定度的優(yōu)點(diǎn),但受目前器件研發(fā)水平的限制,采用單一線性功率放大器件無法獲得幅值大于40A的交流大電流,探索合適的多管并聯(lián)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是解決單一線性功率放大器輸出能力限制的有效途徑。本文以線性功率放大器Apex PA50為核心,提出了兩種多管并聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,并采用仿真和實(shí)驗(yàn)兩種技術(shù)手段研究了兩種多管并聯(lián)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的可行性。多管并聯(lián)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案一是功率運(yùn)算放大器的主、從并聯(lián)擴(kuò)流。該方案屬于一種基于功率運(yùn)放主、從并聯(lián)的電流互感器采樣型電壓控制電流源電路;結(jié)合電流互感器采樣與運(yùn)放主、從并聯(lián)二者的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)擴(kuò)流的目的。本文首先通過Multisim軟件對(duì)并聯(lián)電路拓?fù)浞桨敢坏脑O(shè)計(jì)原理進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,對(duì)該方案電流源輸出端直流偏置過大的問題進(jìn)行了分析推導(dǎo),并設(shè)計(jì)了偏置調(diào)整電路以消除電路輸出端的直流偏置,使得該設(shè)計(jì)方案有著良好的大電流仿真效果。但實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),多管并聯(lián)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案一實(shí)際輸出...
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景及意義
1.2 以功率運(yùn)放為核心的電流源基本實(shí)現(xiàn)方法
1.2.1 以功率運(yùn)放為核心的電流源相關(guān)概念
1.2.2 負(fù)載接地型電流源
1.2.3 負(fù)載懸浮型電流源
1.3 電壓控制電流源的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 核心器件選型與電路穩(wěn)定性設(shè)計(jì)
2.1 核心運(yùn)放的選型
2.2 PA50主要技術(shù)參數(shù)與仿真模型的建立
2.2.1 PA50主要技術(shù)參數(shù)
2.2.2 PA50仿真模型的建立
2.3 電路穩(wěn)定性考慮
2.3.1 基本電路拓?fù)涞倪x擇
2.3.2 電路穩(wěn)定性設(shè)計(jì)
2.3.3 穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
2.4 溫度檢測(cè)與報(bào)警電路設(shè)計(jì)
2.5 本章小結(jié)
第3章 功率運(yùn)算放大器的主從并聯(lián)擴(kuò)流
3.1 功率運(yùn)算放大器的主從并聯(lián)
3.2 功率運(yùn)算放大器主從并聯(lián)的仿真研究
3.3 功率運(yùn)算放大器主從并聯(lián)的改進(jìn)型結(jié)構(gòu)
3.3.1 電路改進(jìn)方案
3.3.2 改進(jìn)型主從并聯(lián)原理電路原理
3.3.3 主、從并聯(lián)型電流源電路的實(shí)驗(yàn)測(cè)量
3.4 本章小結(jié)
第4章 功率運(yùn)算放大器的耦合型并聯(lián)擴(kuò)流
4.1 耦合型并聯(lián)擴(kuò)流原理
4.2 耦合型并聯(lián)結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的建立
4.3 耦合型并聯(lián)電流源電路測(cè)試
4.3.1 耦合型并聯(lián)電流源測(cè)試電路的確定
4.3.2 隔離變壓器的計(jì)算與制作
4.3.3 耦合型并聯(lián)電流源電路性能測(cè)試
4.4 隔離變壓耦合型并聯(lián)電流源樣機(jī)搭建
4.4.1 各元件的選擇與確定
4.4.2 機(jī)箱內(nèi)部布局與尺寸設(shè)計(jì)
4.4.3 耦合型并聯(lián)電流源樣機(jī)輸出性能測(cè)試
4.4.4 變壓器二次側(cè)匝數(shù)不同時(shí)的輸出特性
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及獲得成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]千安培級(jí)高精度恒流源的研制[J]. 劉三龍,齊鉑金,王強(qiáng). 電力電子技術(shù). 2017(06)
[2]運(yùn)算放大器失調(diào)電壓的測(cè)量及補(bǔ)償方法[J]. 賀富堂,張鋒,姜蕓. 高校實(shí)驗(yàn)室工作研究. 2017(01)
[3]基于耦合電感的SiC MOSFET并聯(lián)主動(dòng)均流[J]. 曾正,邵偉華,胡博容,康升揚(yáng),廖興林,李輝,冉立. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(07)
[4]大截面高壓電纜導(dǎo)體交流電阻的優(yōu)化[J]. 鄧顯波,歐陽本紅,孔祥海,趙健康,夏榮. 高電壓技術(shù). 2016(02)
[5]關(guān)于Howland電流泵電路的分析與討論[J]. 田社平,于歆杰. 電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[6]運(yùn)算放大器的輸入失調(diào)電壓[J]. 馮建文. 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì). 2016(01)
[7]電阻抗成像壓控電流源的參數(shù)匹配設(shè)計(jì)[J]. 來育紅,惠小強(qiáng). 現(xiàn)代電子技術(shù). 2016(02)
[8]用于原子氧地面模擬設(shè)備精密壓控恒流源[J]. 曹飛,程健,潘澤躍,陳園園. 強(qiáng)激光與粒子束. 2015(08)
[9]多電平電流源變流器研究綜述[J]. 嚴(yán)干貴,鐘誠,苑春明. 電網(wǎng)技術(shù). 2015(07)
[10]一種新型精密電流源設(shè)計(jì)[J]. 肖支才,董旭良,鹿玉國,常明山. 儀表技術(shù). 2015(04)
博士論文
[1]有源電力濾波器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 桂存兵.華南理工大學(xué) 2016
碩士論文
[1]基于數(shù)字均流技術(shù)的大功率直流電源并聯(lián)系統(tǒng)研究[D]. 王涵.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]30A高穩(wěn)定度恒流源系統(tǒng)的研制[D]. 張存凱.中國計(jì)量學(xué)院 2016
[3]20A大功率恒流驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 趙玲.吉林大學(xué) 2012
[4]基于模擬電路的單相諧波補(bǔ)償系統(tǒng)[D]. 李偉國.浙江大學(xué) 2012
[5]基于功率運(yùn)算放大器的恒流源技術(shù)研究[D]. 秦玲.中國工程物理研究院 2007
本文編號(hào):3193240
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景及意義
1.2 以功率運(yùn)放為核心的電流源基本實(shí)現(xiàn)方法
1.2.1 以功率運(yùn)放為核心的電流源相關(guān)概念
1.2.2 負(fù)載接地型電流源
1.2.3 負(fù)載懸浮型電流源
1.3 電壓控制電流源的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 核心器件選型與電路穩(wěn)定性設(shè)計(jì)
2.1 核心運(yùn)放的選型
2.2 PA50主要技術(shù)參數(shù)與仿真模型的建立
2.2.1 PA50主要技術(shù)參數(shù)
2.2.2 PA50仿真模型的建立
2.3 電路穩(wěn)定性考慮
2.3.1 基本電路拓?fù)涞倪x擇
2.3.2 電路穩(wěn)定性設(shè)計(jì)
2.3.3 穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
2.4 溫度檢測(cè)與報(bào)警電路設(shè)計(jì)
2.5 本章小結(jié)
第3章 功率運(yùn)算放大器的主從并聯(lián)擴(kuò)流
3.1 功率運(yùn)算放大器的主從并聯(lián)
3.2 功率運(yùn)算放大器主從并聯(lián)的仿真研究
3.3 功率運(yùn)算放大器主從并聯(lián)的改進(jìn)型結(jié)構(gòu)
3.3.1 電路改進(jìn)方案
3.3.2 改進(jìn)型主從并聯(lián)原理電路原理
3.3.3 主、從并聯(lián)型電流源電路的實(shí)驗(yàn)測(cè)量
3.4 本章小結(jié)
第4章 功率運(yùn)算放大器的耦合型并聯(lián)擴(kuò)流
4.1 耦合型并聯(lián)擴(kuò)流原理
4.2 耦合型并聯(lián)結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的建立
4.3 耦合型并聯(lián)電流源電路測(cè)試
4.3.1 耦合型并聯(lián)電流源測(cè)試電路的確定
4.3.2 隔離變壓器的計(jì)算與制作
4.3.3 耦合型并聯(lián)電流源電路性能測(cè)試
4.4 隔離變壓耦合型并聯(lián)電流源樣機(jī)搭建
4.4.1 各元件的選擇與確定
4.4.2 機(jī)箱內(nèi)部布局與尺寸設(shè)計(jì)
4.4.3 耦合型并聯(lián)電流源樣機(jī)輸出性能測(cè)試
4.4.4 變壓器二次側(cè)匝數(shù)不同時(shí)的輸出特性
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及獲得成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]千安培級(jí)高精度恒流源的研制[J]. 劉三龍,齊鉑金,王強(qiáng). 電力電子技術(shù). 2017(06)
[2]運(yùn)算放大器失調(diào)電壓的測(cè)量及補(bǔ)償方法[J]. 賀富堂,張鋒,姜蕓. 高校實(shí)驗(yàn)室工作研究. 2017(01)
[3]基于耦合電感的SiC MOSFET并聯(lián)主動(dòng)均流[J]. 曾正,邵偉華,胡博容,康升揚(yáng),廖興林,李輝,冉立. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(07)
[4]大截面高壓電纜導(dǎo)體交流電阻的優(yōu)化[J]. 鄧顯波,歐陽本紅,孔祥海,趙健康,夏榮. 高電壓技術(shù). 2016(02)
[5]關(guān)于Howland電流泵電路的分析與討論[J]. 田社平,于歆杰. 電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[6]運(yùn)算放大器的輸入失調(diào)電壓[J]. 馮建文. 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì). 2016(01)
[7]電阻抗成像壓控電流源的參數(shù)匹配設(shè)計(jì)[J]. 來育紅,惠小強(qiáng). 現(xiàn)代電子技術(shù). 2016(02)
[8]用于原子氧地面模擬設(shè)備精密壓控恒流源[J]. 曹飛,程健,潘澤躍,陳園園. 強(qiáng)激光與粒子束. 2015(08)
[9]多電平電流源變流器研究綜述[J]. 嚴(yán)干貴,鐘誠,苑春明. 電網(wǎng)技術(shù). 2015(07)
[10]一種新型精密電流源設(shè)計(jì)[J]. 肖支才,董旭良,鹿玉國,常明山. 儀表技術(shù). 2015(04)
博士論文
[1]有源電力濾波器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 桂存兵.華南理工大學(xué) 2016
碩士論文
[1]基于數(shù)字均流技術(shù)的大功率直流電源并聯(lián)系統(tǒng)研究[D]. 王涵.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]30A高穩(wěn)定度恒流源系統(tǒng)的研制[D]. 張存凱.中國計(jì)量學(xué)院 2016
[3]20A大功率恒流驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 趙玲.吉林大學(xué) 2012
[4]基于模擬電路的單相諧波補(bǔ)償系統(tǒng)[D]. 李偉國.浙江大學(xué) 2012
[5]基于功率運(yùn)算放大器的恒流源技術(shù)研究[D]. 秦玲.中國工程物理研究院 2007
本文編號(hào):3193240
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