整流与滤波电路的仿真实现

设计了基于Multisim的整流滤波仿真电路,避免了实际电路更换元器件的不便及潜在危险,可以更透彻地研究整流与滤波。通过搭建仿真电路并调节相关器件参数,直观呈现了整流滤波的波形,分析了整流后电压与理论值有差异的原因,并得出电容值越大滤波效果越好的结论,且电容充放电时间常数大于1秒时,输出电压达到最大值。     

通过半波整流二极管中的电流问题

考虑到半波整流电容滤波电路的特点,仔细地分析了这种电路整流滤波后的电流波形,并提出了这种电路瞬时电流最大值的计算公式。     

对电感电容损耗电阻的研究

电感电路和电容电路在电子技术的滤波电路中有着重要作用,损耗电阻的大小是设计滤波电路参数的重要依据．人们通常在讨论电感和电容特性时,都把电感和电容当作纯电抗性元件,认为在低频段它们不存在损耗电阻,只有在10。Hz以上的高频范围内才有损耗电阻存在,事实是这样吗？事实并非如此,本文试图通过实验测试分析电感电容在10^3～10^4Hz的频率范围内它们的损耗电阻不能忽略,而且电感的损耗电阻随着频率的升高而增大,电容的损耗电阻随着频率的升高而降低．     

多阶平衡式Cockcroft-Walton电路的等效模型与输出特性

基于电路的输出效果,采用电荷转移原理阐述平衡式Cockcroft-Walton(C-W)倍压电路较为复杂的物理过程,将电路中二极管的非线性导通特性等效为周期性线性导通的数学解析模型,推导了表征其输出特性的纹波电压和带载输出电压的理论输出表达式。采用仿真软件对比了基本式和平衡式C-W电路的输出特性曲线,结果表明平衡式拓扑结构的纹波大小约为基本式拓扑结构的8%。同时建立的多阶平衡式C-W电路纹波电压理论模型计算值略低于电路软件仿真值,带载输出电压的理论模型计算值与仿真值的相对误差低于10%。     

多元T型阵列探测器原理与性能

针对行波探测器阵列只合成多个光电二极管的输出功率而不能提高工作带宽的问题,提出了一种多元T型电路结构的阵列探测器.通过在各个光电二极管支路串联电容降低等效电容,减小结电容对探测器截止频率的影响,再用电感连接各个光电二极管支路构成T型滤波器电路结构,在合成多个光电二极管输出功率的同时增加了工作带宽.仿真结果表明,在光电二极管支路串联与光电二极管结电容相等大小的电容时,四元T型阵列探测器相比四元行波探测器阵列输出功率减少了一半,但工作带宽提高了一倍,而相比于传统探测器则在输出功率和工作带宽上都提高了一倍,此外八元T型阵列探测器与四元行波探测器阵列输出功率相同,工作带宽提高了一倍.     

电容输入式整流电路输出电压的解析计算──兼论“滤波”电容的物理作用

电容输入式整流电路是应用最广的一种电路，但遗憾的是这种电路的输出直流电压，迄今未见载有解析公式．本文推导出一个解析公式，只要知道电路参量及电源频率，就可以高精度算得直流输出电压．     

用万用表测非正弦交流脉冲电流的有效值

目前有不少家用电器的直流供电电源,都是直接由交流电源经桥式整流、电容滤波后而获得,如某种荧光灯电子镇流器,它的交直流变换电路如图1。若测其交流输入功率,就需知道它的输入电流有效值的大小,在输入端串入5 Ω 1 W小电阻,用示波器观察电阻上电压波形,如图2a所示,输入电流不是正弦电流,而是近似按指数曲线变化的交流脉冲电流。它实际是交流电源经整流后给电容C充电的电流波形i_c(t)。在图1电路的输入电路中串入万用表,用交流电流档测得其数值为I_入=80mA,万用表的这个读数是否就是此脉冲电流的实际大小,即万用表的示值是否真实反映此脉冲交流的有效值?     

巧用灯泡保护电源

“直流稳压电源的安装与测试”实验是师专物理专业学生必做的一个重要实验．实验中烧毁电源现象很严重,主要原因是有的学生连接电路不正确,如误将整流二极管接反,造成交流电源短路所致．为解决这个问题除了提醒同学联接电路要仔细,接好后要检查正确后才通电以防止短路事故的发生以外,还可在线路中接入一低压灯泡（图１）．利用灯泡电阻的非线性性,在正常工作时,灯泡处于低阻“导通”状态,灯泡不亮;当有短路事故发生时,灯泡亮,且随着灯丝点亮温度上升,形成正温度系数效应,其电阻猛增至数十倍,灯泡转为高阻态,对于电源而言即“…     

电感和电容在几种基本电路中的应用

电阻、电容和电感是电路中用得最多的基本元件，在交流电路中它们各有自己的作用：电阻可以降压、分压、发热；电容可以隔直流、通交流，通高频、阻低频；电感可以通直流、阻交流，通低频、阻高频．由它们有机地组合在一起，各自发挥特长，可以完成许多我们想要达到的目标．下面就是由它们组成的几个基本电路．     

一种辅助教学用静电源

我们花了一元多钱的材料费，自制了一种辅助教学用静电源，用它与常规教学仪器，通过比较测定，可作定性和初步定量实验．一、辅助教学用静电源的制作为了获得1500V以上的开路高压直流，我们采用了直接对市电进行多倍压整流．用身边能找到的材料，如4007（反向击穿电压700V的小功率硅整流二极管），额定电压630V1800PF的云母电容按图焊接好．与通常多倍整流方法微小差别是C。处增加了一个电容，目的是视需要使A4B或CD端通过一端带插头和另一端带插座的连线与市电连接，从而获得以地电位为参照点的“十”或“一”高压．＝、使用方法1．物…     

电容式微加速度传感器转换电路的设计

电容式微加速度传感器是一种硅微结构加速度传感器，以“叉指”或者“三明治”等方式形成差动电容结构，惯性质量块敏感加速度并转换为电容动极板的位移，差动电容的变化通过激励信号进行调制，经过放大、解调和滤波等处理后，再反馈回电容器的极板上，使电容器动极板始终处于平衡位置；反馈信号同时作为输出，输出信号表征了输入加速度的大小。图1是转换电路的原理图。     

强流电子束二极管等离子体光学诊断

通过处理强流电子束加速器主开关导通之后所形成的高压电脉冲,得到了二极管等离子体光学诊断的同步时间基准。采用高压电脉冲延时结合二极管等离子体光信号延时的方案,实现了相机曝光过程与等离子体发光过程的ns级精度同步。综合采取屏蔽、滤波等措施,实现了整个系统的电磁兼容,最终稳定地拍摄到了ns时间分辨的二极管等离子体发光过程。     

电子束激励KrF激光放大器稳定运行的重要技术问题

 介绍了用于天光一号高功率氟化氪(KrF)准分子激光系统中的电子束双向激励主放大器稳定运行中必须解决的一些重要技术问题：水介质脉冲传输线中的绝缘支撑击穿问题；大面积电子束二极管阳极膜的安装；与压力膜接触处Hibachi筋的形状；二极管后脉冲的形成及其对阳极膜和阴极发射体造成的损害等问题。还着重描述了主开关导通时刻对二极管后脉冲的影响及最佳导通时刻的确定。     

高功率聚变磁体电源桥臂直通故障分析及仿真

高功率聚变磁体电源采用三电平中点钳位型(NPC)电压源变流器(VSC)拓扑，在变流器桥臂直通故障情况下，其直流侧电容的充放电使故障暂态过程较为复杂，为变流器故障分析带来挑战。针对这一问题，以3kV、6kA三电平IGCT大功率VSC为背景，建立了桥臂直通故障暂态等效数学模型。将整个故障过程分为直流侧电容放电和二极管导通两个阶段，详细分析了该故障情况下电压及电流的变化趋势，为后期保护方案的设计奠定基础。Matlab仿真结果表明了该分析方法的可靠性。     

同基准16路电流型测温电路设计与应用

在许多实际的应用系统中,需要同时测量多点温度,为了解决多支路测温需要相同参考标准的问题,保证各路参数具有可比性;巧妙地设计同基准A/D转换电路,运用低导通电阻模拟开关构建矩阵开关进行分时切换各支路,有效地解决了多支路同基准测量问题;结合实际应用确定A/D转换器输入电路滤波电容大小与开关切换延时的关系;利用台阶电阻使A/D转换器的输入端的“零”电平得到抬升,偏离A/D转换器非线性段,解决了微小信号输入的测量精度;对于温度测量普遍使用的铂电阻传感器,利用模拟开关实现了铂电阻传感器静态下预热电流与测量状态下工作电流的电路转换,保证电路的信号稳定起到很好作用;在实际的应用系统中,检定数据和使用效果表明,同基准16路电流型测温电路具有高稳定度、高精度特点,适用于各种相参测量系统中使用。     

绝缘栅双极晶体管串联关键技术

为实现绝缘栅双极晶体管（IGBT）的多级串联,以电阻/电容/二极管（RCD）缓冲电路为动态均压电路,通过数学分析及PSpice仿真验证,建立了RCD缓冲电路参数选择模型;设计了基于数字信号处理器（DSP）控制、光纤隔离传输,以M57962L为IGBT驱动器的驱动电路及故障反馈电路,能驱动32只串联IGBT并对其进行过流和短路保护,32只IGBT的最大导通时间不超过90 ns,短路保护响应时间约为6 s;设计了8路独立输出的50 kV隔离的高压隔离电源,实现IGBT串联电路各部分的供电及电隔离。基于以上IGBT串联方法,实现了32只1200 V IGBT的串联,串联电路可稳定工作在20 kV电压下。     

基于Multisim10半波整流电感滤波仿真实验研究

半波整流作为二极管应用之一被广泛应用在教学过程中,但是它对二极管截止状态特性的实验现象却未引起足够的重视。相对于半波整流的阻容滤波而言,电感滤波很少被提及引发学生的求知欲。因此,基于Multisim 10仿真软件实验结果,验证了二极管截止状态具有固定电容的特性,并且分析了滤波电感与负载的比值对滤波效果的影响。     

一种高效的2.45 GHz二极管阵列微波整流电路

 采用4只HSMS 282肖特基二极管阵列,对大功率微波整流电路进行了研究。构造了基于微带线结构的2.45 GHz高效微波整流电路,将微波整流单元电路的输入功率提升到33 dBm。仿真和实验结果表明,在一定微波输入功率的条件下,整流电路在负载较大范围内变化时保持了高整流效率。通过在不同微波输入功率和负载下进行测量,发现当输入微波功率为27.0~31.7 dBm之间变化时,最高整流效率均达到了60%以上,当微波输入功率为30 dBm时,微波整流电路效率达到了63.3%。     

MW级中性束注入弧电源系统优化

中性束注入弧电源的性能严重影响弧放电的稳定性和中性束加热的效率。HL-2A装置弧电源采用基于晶闸管相控调压和12脉波不控整流的线性电源技术;HL-2M测试束线弧电源采用基于超级电容和IGBT全控整流的开关电源技术。为了优化电源系统性能、改进弧放电稳定性,研究了采样频率对弧放电稳定性的影响。通过对两套电源控制系统进行建模,利用MATLAB仿真了不同采样频率下HL-2M弧流电源控制系统的阶跃响应性能和HL-2A的控制系统性能,分析了采样频率对系统性能的影响。利用离子源测试平台进行不同采样频率下的弧放电实验对仿真结果进行验证,实验结果与仿真结果一致。实验结果验证:采样频率对弧放电稳定性有很大影响,在频率可调范围内,增大采样频率,可以提高控制系统性能,优化弧放电稳定性;HL-2A弧放电不稳定的原因是晶闸管导通特性和滤波电路引起的。     

重频条件下电容器充电电源谐振电路的稳定

重频条件下电容器充电电源谐振电路由于谐振电容剩余电压的存在从而产生异常振荡,进而引发开关过流导致电源故障。针对这一问题,在分析谐振电路工作原理基础上,提出了在每个充电周期结束后,通过控制电源自身的部分开关导通,从而释放谐振电容剩余电压的解决方法,不仅可以让谐振电路趋于稳定,还避免了添加泄放电路的缺点,其控制方法也简单通用。对800 V/6 A的充电电源进行了电路仿真和实验验证,仿真和实验结果均表明,本文提出的方法可以在充电周期结束后将谐振电容上的剩余电压迅速归零,谐振电流也趋于稳定,有效抑制了谐振电路的异常振荡,从而验证了方法的有效性和实用性。