基于电容ESR和预测调制的DC-DC变换器双环控制策略研究

针对boost型DC-DC变换器,研究基于输出电容ESR纹波电压的预测调制控制策略.首先提出了无需电流采样,并采用输出电容ESR纹波电压的双环控制系统.其次,为了提升DC-DC变换器系统性能,引入了预测调制策略,可以提高变换器瞬态响应速度,减小由输入电压及负载变化引起的扰动.同时,为避免次谐波振荡,采用谷值后缘预测调制技术.最后,对该变换器进行Simulink仿真,结果表明,采用基于输出电容ESR纹波电压的双环控制,结合谷值后缘预测调制技术,可以稳定变换器输出电压,提升瞬态响应性能.该策略无需电流采样以及谐波补偿等模块,能够有效降低硬件成本.     

一种可用于航天Boost拓扑电源参数辨识的数字孪生方法

电力电子变换器中元器件随时间退化会影响到航天电源的稳定性与可靠性。为确保航天电源的可靠性,并准确识别零部件状态,数字孪生依靠其非侵入性、数字化、高性价比、低风险、可视化与实时性的特点,可以解决电力电子变换器的故障趋势判断与状态检测的问题,从而保证航天电源的稳定性与可靠性。通过验证Boost拓扑电路的数字孪生模型,同时采用禁忌搜索算法以比较结果最小二乘误差为目标函数得到全局最优解,进行Boost拓扑电路参数辨识、实时监控。并且对比了100、500、1 000算法迭代次数对结果的影响,随着迭代次数的增加,最终结果与实际值仅有最大0.96%的误差。验证该项技术可应用到航天电源的实时状态监控,以保证其可靠性。     

一种用于TPMS的低功耗低频通信接收机

设计了一种用于汽车胎压检测系统唤醒和数据传输的低频通信接收机。该低频接收机为数模混合系统,包括高灵敏度的前端解调器和用于数据处理的数字基带处理器,采用了低中频结构方案和ASK非相干解调方式。该接收机基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺和亚阈值特性进行设计。芯片的总面积为0.96 mm²。工作电压范围为2~3.6 V。在3.3 V供电下,消耗电流为4.2 μA。在125 kHz下,该低频接收机的灵敏度达到0.4 mV。     

基于CMOS的低功耗基准电路的设计

基于带隙基准的原理,采用0.6μm、N阱CMOS工艺,文章设计了一种工作在亚阈值区的用于锂离子和锂聚合物电池充电保护芯片的低功耗基准电路。Hspice仿真结果表明:基准电压为1.068V,电源电压由1.8V到8V变化,电路最大消耗电流小于0.15μA;温度由-40℃到80℃变化,其温度系数约为±10ppm/℃。整个充电保护芯片测试结果,其功耗小于0.6μW。     

结构方程模型的约束最小二乘解与确定性算法

研究了结构方程模型（SEM）的约束最小二乘解（CLS）,从分析SEM的观测方程组入手,发现了这个不定方程组的结构变量与观测变量必须满足的最小二乘关系,在对结构变量有固定模长参数约束的条件下,求出它的一组模长约束最小二乘解（MCLS）,MCLS可以作为求解结构方程组的偏最小二乘（PLS）迭代初值,在求得MCLS以后,在观测方程组中改变结构变量的模长,使得每个结构变量所对应的与观测变量的路径系数满足配方条件,是更为合理的约束,它可以保证结构变量与所辖的观测变量同质,尽管观测方程组是不定方程组,但是根据误差平方和最小以及对路径系数的配方约束,使得MCLS求解为合理的确定性算法,然后再对结构方程组直接求解,也是确定性算法,这就解决了结构方程模型求解的唯一性问题。     

一种新型CMOS误差放大电路的设计

设计了一种采用带隙输入结构的误差放大电路,其带隙基准电压由电路内部产生,第二级共源共栅电路产生高增益.电路在产生带隙基准电压的同时也能检测反馈电压的变化,从而简化了电路结构,降低了静态功耗,节省了芯片面积.设计工艺采用BCD 0.6-μm BICMOS,文章的最后给出了仿真结果.此误差放大电路的低频增益达到68dB,相位裕度为63度,带宽高达82MHz.此电路已应用到DC-DC变换器芯片设计项目中.     

一种用动态神经网络的月面科研站电源系统分析方法

月面科研站能源系统工况复杂,对其电源系统的稳定性分析十分重要,电源系统建模复杂,将其等效为黑箱子模型,通过输入和输出特性判断稳定性。提出了一种利用动态神经网络根据给定输入估计系统的预测输出,判断系统的稳定性。神经网络模型的训练数据集通过仿真生成,通过选择合适的神经网络结构和超参数,获得最佳的传递函数辨识结果。以Buck电路为例,采用MATLAB的Simulink模块进行仿真得到神经网络训练集,神经网络预测输出能贴近仿真输出,验证了该方法的有效性。     

基于电容ESR和预测调制的DC-DC变换器双环控制策略研究

针对boost型DC-DC变换器,研究基于输出电容ESR纹波电压的预测调制控制策略.首先提出了无需电流采样,并采用输出电容ESR纹波电压的双环控制系统.其次,为了提升DC-DC变换器系统性能,引入了预测调制策略,可以提高变换器瞬态响应速度,减小由输入电压及负载变化引起的扰动.同时,为避免次谐波振荡,采用谷值后缘预测调制技术.最后,对该变换器进行Simulink仿真,结果表明,采用基于输出电容ESR纹波电压的双环控制,结合谷值后缘预测调制技术,可以稳定变换器输出电压,提升瞬态响应性能.该策略无需电流采样以及谐波补偿等模块,能够有效降低硬件成本.     

基于改进EKF的DC/DC转换器电感电流观测器

为了减小电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)引起的DC/DC转换器输出电压噪声,消除负载变化引起的稳态误差,提出了一种基于改进的扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman filter,EKF)的电感电流观测器.首先,介绍了Boost型转换器的状态空间方程和扩展卡尔曼滤波器;之后提出负载估算算法,对EKF进行改进.利用改进EKF的输出电压、电感电流和占空比即可估算出实际负载值,从而实时更新改进EKF的参数,使电流观测器可以准确估计电感电流;最后对提出的电流观测器进行了仿真验证.仿真结果表明,在负载突变时,改进EKF可以对EMI引起的输出电压噪声进行有效滤波,同时准确估计电感电流,保证了DC/DC转换器输出电压的准确性.     

集成电路产业生产效率及影响因素分析——基于Malmquist函数与结构方程模型

本文采用Malmquist全要素生产率指数及其关于生产效率的分解,考察了近年来我国集成电路产业(芯片设计、芯片制造、测试封装三类企业)全要素生产率及生产效率的变动趋势,分析了影响我国集成电路产业生产效率的内在与外在因素。结果表明,总体上影响集成电路产业生产效率的主要是内在因素,包括技术水平、规模效应和人员素质。据此提出了一些政策建议。