基于功率运算放大器的电压控制交流大电流源的研究
发布时间：2021-05-18 05:52
幅值和频率可调节的交流大电流源在半导体功率器件及电缆导体交流等效电阻测试领域具有广泛的应用和市场需求,因此这类电源的研发具有重要工程价值。采用线性功率放大器件的交流大电流源具有高精度、高稳定度的优点,但受目前器件研发水平的限制,采用单一线性功率放大器件无法获得幅值大于40A的交流大电流,探索合适的多管并联电路拓扑结构是解决单一线性功率放大器输出能力限制的有效途径。本文以线性功率放大器Apex PA50为核心,提出了两种多管并联拓扑结构设计方案,并采用仿真和实验两种技术手段研究了两种多管并联电路拓扑结构设计方案的可行性。多管并联电路拓扑结构设计方案一是功率运算放大器的主、从并联扩流。该方案属于一种基于功率运放主、从并联的电流互感器采样型电压控制电流源电路;结合电流互感器采样与运放主、从并联二者的优点实现并联扩流的目的。本文首先通过Multisim软件对并联电路拓扑方案一的设计原理进行了仿真验证,对该方案电流源输出端直流偏置过大的问题进行了分析推导,并设计了偏置调整电路以消除电路输出端的直流偏置,使得该设计方案有着良好的大电流仿真效果。但实验研究发现,多管并联电路拓扑结构设计方案一实际输出...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 以功率运放为核心的电流源基本实现方法
1.2.1 以功率运放为核心的电流源相关概念
1.2.2 负载接地型电流源
1.2.3 负载悬浮型电流源
1.3 电压控制电流源的应用与研究现状
1.4 本文主要研究内容
第2章 核心器件选型与电路稳定性设计
2.1 核心运放的选型
2.2 PA50主要技术参数与仿真模型的建立
2.2.1 PA50主要技术参数
2.2.2 PA50仿真模型的建立
2.3 电路稳定性考虑
2.3.1 基本电路拓扑的选择
2.3.2 电路稳定性设计
2.3.3 稳定性设计的实验验证
2.4 温度检测与报警电路设计
2.5 本章小结
第3章 功率运算放大器的主从并联扩流
3.1 功率运算放大器的主从并联
3.2 功率运算放大器主从并联的仿真研究
3.3 功率运算放大器主从并联的改进型结构
3.3.1 电路改进方案
3.3.2 改进型主从并联原理电路原理
3.3.3 主、从并联型电流源电路的实验测量
3.4 本章小结
第4章 功率运算放大器的耦合型并联扩流
4.1 耦合型并联扩流原理
4.2 耦合型并联结构数学模型的建立
4.3 耦合型并联电流源电路测试
4.3.1 耦合型并联电流源测试电路的确定
4.3.2 隔离变压器的计算与制作
4.3.3 耦合型并联电流源电路性能测试
4.4 隔离变压耦合型并联电流源样机搭建
4.4.1 各元件的选择与确定
4.4.2 机箱内部布局与尺寸设计
4.4.3 耦合型并联电流源样机输出性能测试
4.4.4 变压器二次侧匝数不同时的输出特性
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]千安培级高精度恒流源的研制[J]. 刘三龙,齐铂金,王强. 电力电子技术. 2017(06)
[2]运算放大器失调电压的测量及补偿方法[J]. 贺富堂,张锋,姜芸. 高校实验室工作研究. 2017(01)
[3]基于耦合电感的SiC MOSFET并联主动均流[J]. 曾正,邵伟华,胡博容,康升扬,廖兴林,李辉,冉立. 中国电机工程学报. 2017(07)
[4]大截面高压电缆导体交流电阻的优化[J]. 邓显波,欧阳本红,孔祥海,赵健康,夏荣. 高电压技术. 2016(02)
[5]关于Howland电流泵电路的分析与讨论[J]. 田社平,于歆杰. 电气电子教学学报. 2016(01)
[6]运算放大器的输入失调电压[J]. 冯建文. 内蒙古科技与经济. 2016(01)
[7]电阻抗成像压控电流源的参数匹配设计[J]. 来育红,惠小强. 现代电子技术. 2016(02)
[8]用于原子氧地面模拟设备精密压控恒流源[J]. 曹飞,程健,潘泽跃,陈园园. 强激光与粒子束. 2015(08)
[9]多电平电流源变流器研究综述[J]. 严干贵,钟诚,苑春明. 电网技术. 2015(07)
[10]一种新型精密电流源设计[J]. 肖支才,董旭良,鹿玉国,常明山. 仪表技术. 2015(04)
博士论文
[1]有源电力滤波器关键技术研究[D]. 桂存兵.华南理工大学 2016
硕士论文
[1]基于数字均流技术的大功率直流电源并联系统研究[D]. 王涵.哈尔滨工业大学 2017
[2]30A高稳定度恒流源系统的研制[D]. 张存凯.中国计量学院 2016
[3]20A大功率恒流驱动器的设计与实现[D]. 赵玲.吉林大学 2012
[4]基于模拟电路的单相谐波补偿系统[D]. 李伟国.浙江大学 2012
[5]基于功率运算放大器的恒流源技术研究[D]. 秦玲.中国工程物理研究院 2007
本文编号：3193240
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 以功率运放为核心的电流源基本实现方法
1.2.1 以功率运放为核心的电流源相关概念
1.2.2 负载接地型电流源
1.2.3 负载悬浮型电流源
1.3 电压控制电流源的应用与研究现状
1.4 本文主要研究内容
第2章 核心器件选型与电路稳定性设计
2.1 核心运放的选型
2.2 PA50主要技术参数与仿真模型的建立
2.2.1 PA50主要技术参数
2.2.2 PA50仿真模型的建立
2.3 电路稳定性考虑
2.3.1 基本电路拓扑的选择
2.3.2 电路稳定性设计
2.3.3 稳定性设计的实验验证
2.4 温度检测与报警电路设计
2.5 本章小结
第3章 功率运算放大器的主从并联扩流
3.1 功率运算放大器的主从并联
3.2 功率运算放大器主从并联的仿真研究
3.3 功率运算放大器主从并联的改进型结构
3.3.1 电路改进方案
3.3.2 改进型主从并联原理电路原理
3.3.3 主、从并联型电流源电路的实验测量
3.4 本章小结
第4章 功率运算放大器的耦合型并联扩流
4.1 耦合型并联扩流原理
4.2 耦合型并联结构数学模型的建立
4.3 耦合型并联电流源电路测试
4.3.1 耦合型并联电流源测试电路的确定
4.3.2 隔离变压器的计算与制作
4.3.3 耦合型并联电流源电路性能测试
4.4 隔离变压耦合型并联电流源样机搭建
4.4.1 各元件的选择与确定
4.4.2 机箱内部布局与尺寸设计
4.4.3 耦合型并联电流源样机输出性能测试
4.4.4 变压器二次侧匝数不同时的输出特性
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]千安培级高精度恒流源的研制[J]. 刘三龙,齐铂金,王强. 电力电子技术. 2017(06)
[2]运算放大器失调电压的测量及补偿方法[J]. 贺富堂,张锋,姜芸. 高校实验室工作研究. 2017(01)
[3]基于耦合电感的SiC MOSFET并联主动均流[J]. 曾正,邵伟华,胡博容,康升扬,廖兴林,李辉,冉立. 中国电机工程学报. 2017(07)
[4]大截面高压电缆导体交流电阻的优化[J]. 邓显波,欧阳本红,孔祥海,赵健康,夏荣. 高电压技术. 2016(02)
[5]关于Howland电流泵电路的分析与讨论[J]. 田社平,于歆杰. 电气电子教学学报. 2016(01)
[6]运算放大器的输入失调电压[J]. 冯建文. 内蒙古科技与经济. 2016(01)
[7]电阻抗成像压控电流源的参数匹配设计[J]. 来育红,惠小强. 现代电子技术. 2016(02)
[8]用于原子氧地面模拟设备精密压控恒流源[J]. 曹飞,程健,潘泽跃,陈园园. 强激光与粒子束. 2015(08)
[9]多电平电流源变流器研究综述[J]. 严干贵,钟诚,苑春明. 电网技术. 2015(07)
[10]一种新型精密电流源设计[J]. 肖支才,董旭良,鹿玉国,常明山. 仪表技术. 2015(04)
博士论文
[1]有源电力滤波器关键技术研究[D]. 桂存兵.华南理工大学 2016
硕士论文
[1]基于数字均流技术的大功率直流电源并联系统研究[D]. 王涵.哈尔滨工业大学 2017
[2]30A高稳定度恒流源系统的研制[D]. 张存凯.中国计量学院 2016
[3]20A大功率恒流驱动器的设计与实现[D]. 赵玲.吉林大学 2012
[4]基于模拟电路的单相谐波补偿系统[D]. 李伟国.浙江大学 2012
[5]基于功率运算放大器的恒流源技术研究[D]. 秦玲.中国工程物理研究院 2007
本文编号：3193240
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3193240.html
