本文關(guān)鍵詞：恒能量斬波式高頻音頻合成系統(tǒng)的研究與設(shè)計

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【摘要】：企業(yè)委托要求開發(fā)一種高性能的水下資源探測設(shè)備,指定其核心指標(biāo)為：輸出標(biāo)準(zhǔn)正弦波,波形頻率為40HZ～100KHZ,并在指定區(qū)間內(nèi)連續(xù)可調(diào),同時,設(shè)備負(fù)載阻抗為4Ω～1KΩ,且在指定區(qū)間內(nèi)連續(xù)可調(diào),在頻帶范圍和負(fù)載阻抗范圍內(nèi),輸出波形失真度小于1%,設(shè)備的輸出功率恒為1KW。到目前為止,雖然有一些用PWM方式實現(xiàn)高保真音頻功率波形輸出的研究一直在進(jìn)行,卻進(jìn)展緩慢。原因在于,PWM技術(shù)存在著一些技術(shù)難題始終未被攻克：一、盡管所謂的PWM的數(shù)字控制方式逐漸取代了硬件設(shè)計復(fù)雜的模擬控制方式,但是它的本質(zhì)還是要將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成模擬信號進(jìn)行控制,傳統(tǒng)PWM的很多缺點(diǎn)沒有解決的同時,還因為算法的優(yōu)劣以及所采用的數(shù)字芯片的性能帶來了諸如波形失真、頻率低、延時之類等不可忽略的問題。二、新型大功率高速開關(guān)器件的問世,使主回路斬波頻率MHZ以上的新產(chǎn)品開發(fā)成為可能,然而,在目前的市場產(chǎn)品中,能與之相配套的超高速驅(qū)動模塊產(chǎn)品卻沒有跟上。三、軟開關(guān)技術(shù)的使用,使得斬波或逆變電路中的功率開關(guān)器件的開關(guān)損耗降低,電路效率提高,同時,也可以通過過流速斷的方式在過負(fù)載或是輸出短路的時對功率開關(guān)器件進(jìn)行保護(hù),但是,高頻條件下由于實際電路中的各種分布參數(shù)帶來的各種電磁干擾將使功能不能實現(xiàn),甚至損壞電路及元器件,如高幅值的尖峰脈沖電壓,將導(dǎo)致功率開關(guān)器件被擊毀。在往屆師兄對恒能量脈沖頻率調(diào)制方式的功率變流方法通過實驗證明其可行性和正確性的基礎(chǔ)上,設(shè)計了恒能量斬波式高頻音頻合成系統(tǒng),包括了控制、驅(qū)動、主回路三大模塊。其中在控制模塊電路中重點(diǎn)論述了主回路斬波電路控制模塊設(shè)計及調(diào)試過程以及獲得的成果結(jié)論,包括絕對值電路、精密電壓-頻率轉(zhuǎn)換電路及二分頻電路的原理設(shè)計及調(diào)試參數(shù)確定,其核心在于利用壓-頻轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)了輸出頻率呈正弦規(guī)律變化的脈沖群,或者說脈沖寬度呈正弦規(guī)律(具體寬度與正弦波的幅值正相關(guān))變化的輸出波形,經(jīng)過研究調(diào)試,使得其調(diào)頻頻率最高穩(wěn)定在6MHZ,并具有良好的線性度,成功用于主回路的控制,實現(xiàn)脈沖頻率調(diào)制(PFM)。采用所設(shè)計制作完成的驅(qū)動模塊,在負(fù)載電容為6000pF時,最高脈沖頻率達(dá)10MHZ,傳輸延遲時間8-9ns、脈沖上升下降沿時間7-9ns,輸出波形的最高電壓為24V,能很好滿足100A以下的各類功率場效應(yīng)管的高速驅(qū)動要求。主回路的調(diào)試主要是針對電磁兼容問題的探索以期完成系統(tǒng)預(yù)期的目標(biāo)。而對于系統(tǒng)電磁兼容問題解決途徑,主要采取主動減少和被動補(bǔ)償?shù)姆绞?包括了系統(tǒng)PCB設(shè)計原理到系統(tǒng)專用變壓器制作再到系統(tǒng)實物裝配整合及主回路的調(diào)試的整個過程。斬波頻率最高可穩(wěn)定到3MHZ。從課題的初衷來看,目前,除功率這一項指標(biāo)外,其他要求都已經(jīng)被達(dá)標(biāo)甚至超標(biāo)完成,現(xiàn)階段實驗成果可以作為功放投入生產(chǎn),其產(chǎn)品性能優(yōu)于市面已有功放產(chǎn)品(無論何種模式——數(shù)字或模擬),試驗的結(jié)果驗證了電子電路中功率傳輸模式的實用價值,并證明——在超高頻率斬波控制過程中,模擬控制方式仍具有的現(xiàn)實意義,而且驅(qū)動模塊的成功研制不僅僅促成了本項目的研發(fā),其優(yōu)越的性能足以使其單獨(dú)投產(chǎn)并移植使用到其他電路系統(tǒng)。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN912.3

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1 鄭建彬,朱丹,任潮;斬波式可控增益放大器原理及分析[J];武漢汽車工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1997年06期

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3 王傳平;;工礦電力機(jī)車斬波調(diào)速改進(jìn)[J];煤炭技術(shù);2010年05期

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5 蔡際友;新型的MOS FET斬波式超低漂移直流放大器[J];電測與儀表;1986年11期

6 侯鋼，程志昌;感性容性負(fù)載的斬波式交流調(diào)壓[J];電工電能新技術(shù);1994年03期

7 張開如，，程斌;交流提升機(jī)轉(zhuǎn)子斬波調(diào)速的研究[J];煤炭科學(xué)技術(shù);1995年03期

8 楊銀堂,賀斌,朱樟明;CMOS斬波穩(wěn)定放大器的分析與研究[J];電子器件;2005年01期

9 劉勇,蘇開才,何鴻肅;電動汽車用的斬波-逆變控制器[J];廣東機(jī)械學(xué)院學(xué)報;1997年02期

10 雷鳴;郭斌;雷志勇;;一種實用化的交流斬波PWM控制時序研究[J];西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2012年03期

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1 毛行奎;張文雄;;交流斬波控制調(diào)壓技術(shù)探討[A];中國電工技術(shù)學(xué)會低壓電器專業(yè)委員會第十一屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2002年

2 王戰(zhàn)海;蔣能斌;;變頻和高頻斬波調(diào)速技術(shù)的能效分析對比[A];水泥工業(yè)節(jié)電和變頻技術(shù)研討會論文集[C];2011年

3 馮洪仁;劉南;金晶;;一種電動機(jī)串聯(lián)斬波調(diào)速方法研究[A];煤礦機(jī)電一體化新技術(shù)2011學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

4 朱殿軍;;高頻斬波串級調(diào)速技術(shù)在熱網(wǎng)循環(huán)泵節(jié)能中的應(yīng)用[A];全國火電大機(jī)組（300MW級）競賽第38屆年會論文集[C];2009年

5 高文成;馬鐵軍;張勇;楊思乾;;斬波式交流中頻阻焊電源及其控制系統(tǒng)[A];第十六次全國焊接學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

6 孫富才;;斬波內(nèi)反饋調(diào)速技術(shù)在娘子關(guān)電廠的應(yīng)用[A];全國火電100MW級機(jī)組技術(shù)協(xié)作會第二屆年會論文集[C];2003年

7 張定來;仇明貴;;基于交流斬波控制技術(shù)的水泵調(diào)速應(yīng)用探討[A];中國土木工程學(xué)會燃?xì)夥謺?yīng)用專業(yè)委員會、中國土木工程學(xué)會燃?xì)夥謺細(xì)夤釋I(yè)委員會2012年會論文集[C];2012年

8 趙海良;;直流斬波機(jī)車恒流模糊控制規(guī)則化方法[A];模糊集理論與應(yīng)用——98年中國模糊數(shù)學(xué)與模糊系統(tǒng)委員會第九屆年會論文選集[C];1998年

9 許榮國;黎高平;王雷;桑鵬;南瑤;;斬波法在激光微能量計標(biāo)定中的應(yīng)用[A];第十四屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2012年

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1 朱哲;基于交流斬波調(diào)壓器的PWM控制時序研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2016年

2 陳歡;恒能量斬波式高頻音頻合成系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];昆明理工大學(xué);2016年

3 李標(biāo);斬波調(diào)速在繞線式異步電動機(jī)中的應(yīng)用研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2012年

4 趙冉;數(shù)字?jǐn)夭ń涣髡{(diào)壓電源[D];江南大學(xué);2008年

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7 謝軍;礦井提升機(jī)交流電機(jī)斬波串調(diào)系統(tǒng)的研究[D];安徽理工大學(xué);2005年

8 楊陽;Buck型交流斬波調(diào)壓器研究[D];上海交通大學(xué);2012年

9 余訓(xùn)瑋;數(shù)字化交交斬波變換器的研究[D];華中科技大學(xué);2007年

10 吳書平;升壓斬波電源的研究與設(shè)計[D];重慶大學(xué);2007年

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