多功能双积分器电流模式电流镜滤波器

本文提出了一种三输入单输出基于电流镜的多功能电流模式双二阶滤波器电路结构.该滤波器由两个基本电流镜和两个无耗积分器构成,改变其输入信号的输入位置,可以实现不同类型的滤波响应特性.给出了CMOS实现电路,分析并模拟了所提出的滤波器的传递特性,PSPICE仿真结果表明,所提出的电路方案正确有效.电路具有灵敏度低,多功能的特点,适于实现全集成连续时间滤波器.     

集成电路负序电流反时限保护

本文介绍了一种由集成运算放大器和CMOS元件构成的负序电流反时限保护。由CMOS电压比较器构成的触发器和时间电路具有电路简单，使用元件少，动作值变差小，动作时间变差小和温度误差小等优点。负序电流反时限电路的平方器运用时间分隔式乘法器的原理，采用CMOS模拟开头和集成运算放大器构成，是较理想的平方器。积分器采用离输入电阻的运算放大器。所以本保护模拟的负序电流反时限特性非常接近发电机转子的实际发热特性。本保护是大型同步发电机较理想的一种负序电流反时限保护。     

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器暂态特性研究

旨在改善基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的暂态特性,对Rogowski线圈分别配合理想积分器和实际电路中采用的非理想积分器进行了暂态特性仿真,仿真结果表明Rogowski线圈配合理想积分器时电子式电流互感器将有优良的暂态特性,但是如果非理想积分器参数设计不当,电子式电流互感器的暂态特性将被严重恶化.因此,提高积分电容容值或者反馈电阻阻值,将能改善电子式电流互感器的暂态特性.设定暂态电流衰减时间常数为标准IEC60044-8给定的最严格值,通过不同的参数配合进行仿真与比较,确定了一套能获得良好暂态特性的积分器参数.在此基础上,设计了一种由Rogowski线圈和改进的有源积分电路组成的电子式电流互感器电流传感元件.实验表明该电子式电流互感器电流传感元件具有良好的稳态交流测量精度,并能有效地测量暂态故障电流.     

适应继电保护暂态传变的空心线圈电流互感器积分技术研究

为了系统研究积分技术对空心线圈电流互感器暂态特性的影响及对继电保护的适应性,对Rogowski传感头分别配合模拟积分器和数字积分器的空心线圈电流互感器传变特性进行了理论和仿真分析,揭示了不同积分技术对电流互感器暂态特性的影响因素和特点。理论研究和仿真结果表明,Rogowski传感头配合模拟有损积分器时,与采用一阶RC积分电路相比,电流互感器在低频段的特性有所改善,通过配置合适的积分参数,理论上有可以满足继电保护对电流互感器暂态特性要求。当Rogowski传感头配合数字积分器时,合适的积分算法能使互感器有非常优异的低频特性和暂态特性,非常契合继电保护对电流互感器测量故障暂态电流的应用需求。     

单相电路谐波及无功电流新型检测方法

为解决单相电路有源电力滤波器对谐波及无功电流实时检测中存在的不足,根据正交函数的正交特性,提出了一种新的单相电路谐波及无功电流的检测方法,它是利用对畸变电流中的基波有功和无功电流分量分别进行分解,通过加法器、乘法器和积分器计算出谐波和无功电流。电网电压发生畸变时该法可通过增加低通滤波器进行修正,并不影响实时检测的结果。其优点是整个运算电路结构简单、成本低,只需要4个乘法器、2个加(减)法器、1个PLL和2个积分器,且所用元器件可用模拟电路实现,无延时;运算方法简单,省去了复杂的矩阵和反矩阵变换运算;既可单独检测出畸变电流中的任何电流分量,又能得出谐波和无功电流之和。理论分析和仿真实验证实了该方法的有效性和可行性。     

电子电流互感器高压侧电路设计的改进

为提高电子式电流互感器测量精度,在此对高压侧电路进行了改进,提出了目前新的设计方案.主要叙述了Rogowski线圈、高压侧电源、高压侧信号处理电路即积分电路、移相电路的改进情况.通过采用新型罗氏线圈可使线圈均匀绕制和每匝线圈横截面相等,克服了传统罗氏线圈的缺点.提出了一种新的高压供电方案,使供电电路能够在母线大电流和空载小电流下仍能正常工作,提供稳定的输出电压,有效解决了电子电流互感器高压侧电源问题.介绍了数字积分器,采用积分算法设计的数字积分器具有更高的精度和稳定性,相位特性优良.同时提出基于贝塞尔滤波器的全通恒时延滤波器,其幅度特性恒定,而且在低频范围内具有恒定的延迟时间.     

基于RTDS仿真的电子式电流互感器暂态特性测试研究

暂态特性是衡量电子式电流互感器性能的一个重要参数,理论分析及仿真电子式电流互感器采用模拟积分器和数字积分器时的暂态特性,仿真结果表明积分器参数或积分算法选取不当,其暂态特性可能受到影响。为此,有必要对其暂态特性进行测试。针对利用传统动模试验系统进行暂态测试的局限性,提出一种基于RTDS仿真技术的测试方法,给出了暂态特性实时仿真方案。利用该方法测试电子式电流互感器暂态特性,结果表明该方法能直观有效反映出电子式电流互感器对各种暂态过程的响应。     

电容器母排投切电流测量用宽频罗氏线圈传感器优化设计

大电流罗式线圈电流传感器频率响应特性主要取决于配套的积分电路参数。从监测并联电容器组投切电流应用需求出发,提出一种适合测量电容器母排暂态电流的新型罗氏线圈传感器积分电路。在罗氏线圈电流传感器工作原理分析基础上,研究不同类型积分器对暂态电流频率响应特性,由频响互补出发计算了两级复合积分器电路参数,并利用雷击电流模拟暂态特性对设计参数进一步优化。测试结果表明该罗氏线圈传感器对暂态大电流测量具有优良性能,适用于测量并联电容器组母排电流谐波,以及投切电流监测及过电流故障分析。     

电子式电流互感器的积分器技术

基于Rogowski线圈的电流互感器与传统电流互感器相比具有广泛的应用前景,但Rogowski线圈的自身特性以及后续信号处理电路一直影响着电子电流互感器的测量精度.对Rogowski线圈的积分算法进行了研究,分别叙述了模拟和数字两种算法及其实现形式,设计了新的积分器,以进一步改善积分环节,提高电子电流互感器的测量精度.设计了数字积分器,其精度可满足IEC60044-8标准0.2级要求.     

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的积分器技术

积分器是基于Rogowski线圈的电子式电流互感器中的关键环节之一。分别论述了三种积分器的设计与实现,并对其性能进行了比较:用模拟电路实现的积分器不但在测量稳态电流上有很高的精度,还能较真实地反映故障电流的暂态过程,能稳定可靠地应用于测量、保护等实际工程领域。用数值算法实现的积分器由于其精度与算法实现问题,还需进一步研究与完善。采用集成芯片构成的数字积分器适用于计量系统,但在保护系统中使用具有一定的局限性。     

一种新型的电流型功率因数校正控制方法

提出了Boost型功率因数校正的一种新的电流型控制方法,其控制结构与线性峰值电流控制、非线性载波控制、预测开关调制的控制结构相同.和传统的峰值控制、平均电流型控制相比,这种方法无需乘法器、无需检测输入电压、无电流环的稳定性问题.但其通过预测平均电流控制(PACC)执行不同的开关原理,扩大了连续导电模式的运行范围,没有低频振荡,带两个复位积分器的电路产生预测电流.仿真结果验证了该方法的可行性,能很好地在宽范围输入和负载变化下,获得单位功率因数,抗干扰能力强.     

一种新型的电流型功率因数校正控制方法

为简化有源功率因数校正的控制策略,提高整机效率,提出了Boost型功率因数校正的一种新的电流型控制方法,其控制结构与线性峰值电流控制、非线性载波控制、预测开关调制的控制结构一样。和传统的峰值控制、平均电流型控制相比,该法无需乘法器、无需检测输入电压、无电流环的稳定性问题,而且通过预测平均电流控制执行不同的开关原理,扩大了连续导电模式的运行范围、没有低频振荡,带两个复位积分器的电路产生预测电流。仿真结果验证了该方法的可行性,能很好地在宽范围输入和负载变化下获得单位功率因数,抗干扰能力强。     

Analysis and design of discrete‐time charge domain filters with complex conjugate poles

This paper proposes a discrete‐time charge domain filter that achieves complex conjugate poles in the transfer function of the filter. To achieve complex conjugate poles, local feedbacks are inserted around two successive discrete‐time integrators. The feedback path is implemented through a transconductance cell which applies a continuous time current into the integrators. Analytical models have been proposed to approximate the behavior of the filter. These models confirm that the structure is capable of realizing complex poles and thus can be used to synthesize any type of filter structures such as Butterworth, Chebysheve, etc. To show the effectiveness of the proposed architecture, Butterworth filters of order 2 and 4 operating at 50MS/s are designed and implemented in 180‐nm CMOS technology with 1.8‐V power supply. The effect of circuit nonidealities on the performance of the filter is analyzed and verified through simulations. Simulation results show that a conventional charge domain filter can be simply extended to implement complex conjugate poles while the noise and linearity performance of the filter are also improved. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

开关DC-DC变换器电容电流脉冲序列控制

提出一种电容电流脉冲序列(CC-PT)控制技术。与传统脉冲序列(PT)控制技术不同,CC-PT控制技术通过采样电容电流与预设高、低基准电流比较,得到两组频率相同、占空比变化的高、低功率控制脉冲。以CC-PT控制Buck变换器为例,阐述了其工作原理,分析了其控制特性。理论分析与实验结果表明,CC-PT控制技术采用电容电流作为内环反馈,限制了电感电流纹波的变化范围,有效抑制了低频振荡,减小了变换器输出电压纹波。实验结果表明,CC-PT控制连续导电模式(CCM)开关变换器同样具有PT控制瞬态响应速度快的优点,且具有比PT优越的稳态特性。     

滞环电流控制双Buck逆变器建模及分析

通过分析滞环电流控制工作原理,建立了电感电流连续状态下滞环电流控制方式小信号模型。证明了滞环电流控制环在开关频率较高时带来的相位延迟较小,可等效为比例环节。将该结论应用于大信号分析,基于双Buck逆变器建立了半周期滞环电流控制单相逆变器的大信号模型,通过分析,进一步得出了单相逆变器外环补偿电路的设计准则,使其能很好地兼顾系统的动态及稳态性能。设计制作了一台115 V/400 Hz,2 kVA逆变器原理样机,实验结果验证了文中分析的正确性。     

PCB空心线圈电流传感器的暂态特性

在电流测量中,PCB空心线圈具有很好的测量准确度和参数一致性。在模拟积分器中,T形积分器具有很好的低频噪声抑制能力。为此,提出了一种基于PCB空心线圈和T形积分器的电子式电流传感器,建立了该传感器的传递函数模型和短路电流全偏移时的暂态特性模型。重点分析了其对电力系统暂态电流的测量性能,对影响暂态特性的参数进行了数学分析,这为传感器的动态性能优化设计提供了一种分析方法。对传感器样机进行了动模试验,和分流器的输出信号相比,两者波形吻合较好,峰值瞬时误差在±1%左右。该试验结果表明,PCB空心线圈电流传感器具备准确反应电力系统故障电流暂态过程的能力,满足电力系统对电流测量和保护的需求。     

基于UC3843的CCM模式Boost变换器设计

采用UC3843电流型PWM控制芯片设计了一种连续电流模式(Continuous Current Mode,简称CCM)的Boost变换器。建立了Boost变换器CCM电路的数学模型,推导了其工作条件,并利用Multisim仿真软件进行电路仿真,验证了设计电路的可行性。试验结果显示,该电路能够很好地满足输出性能的设计要求。     

永磁同步电机驱动系统离散域电流环设计

在高速或大功率电机驱动中,载波比较低,数字控制延迟问题更为突出,造成电流环控制性能下降,严重影响到系统整体的控制性能和稳定性。本文建立永磁同步电机的离散数学模型,通过对连续域和离散域下电流环零极点的对比分析,揭示传统采用连续域设计电流环再进行离散化方法的存在的问题,在离散域下直接进行电流环的分析和设计,能够提升电流控制性能。低载波比下的对比实验表明,离散域设计的电流环较常规方法设计的电流环具有更好的稳定性和控制性能。     

电流型脉冲序列控制单电感双输出Buck变换器

提出了一种电感电流断续工作模式(DCM)单电感双输出(SIDO)Buck变换器的电流型脉冲序列(PT)控制方法。为避免两路输出的交叉影响,应用时分复用理论,由时分复用信号决定两路输出中相应输出支路的调节,从而实现每一个输出支路的独立调节,避免了两个输出支路的交叉影响;通过在脉冲序列中加入空白脉冲,改善了变换器轻载时的瞬态响应及开关损耗;在控制回路中引入了电流环,实现主功率回路的逐周期限流。有别于传统电流型脉冲宽度调制(PWM)控制技术,电流型PT控制不需要误差放大器及相应的补偿网络,因此具有实现简单和瞬态响应快的优点。仿真与实验验证本文研究结果的正确性。     

Current differential amplifiers: new circuits and applications

New CMOS current differential amplifiers are proposed suitable for analogue signal processing at high frequencies. They consist of simple current mirrors, which are easy to design and to implement in IC form. Low‐voltage low‐power design is feasible. Relying on these devices a number of applications are obtained, including lossy and lossless integrators, simulated inductors, active filters, and harmonic oscillators. Theoretical expressions are given for all of the proposed new circuits. The verification of the circuits is also achieved by simulation. Copyright 2001 © John Wiley & Sons, Ltd.