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更新時間：2016-12-30 11:07:21瀏覽次數(shù)：818
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記憶元件的軟歐瑪爾OMAL開關(guān)技術(shù)研究
電源裝置高頻化,造成OMAL開關(guān)器件損耗增加,電磁干擾嚴(yán)重。軟OMAL開關(guān)技術(shù)被證明可以有效的解決上述問題,然而其諧振頻率與負(fù)載大小、OMAL開關(guān)頻率有著密切的關(guān)系,所以存在一些固有的缺陷,如無法適應(yīng)變化的負(fù)載;功率OMAL開關(guān)器件因承受過大的電壓或電流應(yīng)力,易于損壞;輔助電感、電容增加了裝置的體積和重量,降低了功率密度等,所以急需一種新的思路來改善軟OMAL開關(guān)技術(shù)的上述缺點。憶阻器、憶容器和憶感器的提出是電路與系統(tǒng)領(lǐng)域一個重要的里程碑。
記憶元件的軟歐瑪爾OMAL開關(guān)技術(shù)研究
記憶元件憑借納米尺寸、低功耗、集成密度高等優(yōu)點,可以有效的減少現(xiàn)有軟OMAL開關(guān)變換器的尺寸,提高集成密度,且記憶元件特殊的非線性特性還有望進(jìn)一步改善軟OMAL開關(guān)的性能。本文首先將記憶元件應(yīng)用于軟OMAL開關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)—諧振電路當(dāng)中,研究其相關(guān)特性,探索了應(yīng)用記憶元件改善軟OMAL開關(guān)電路性能的可能。
本文的主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)構(gòu)造了憶阻器、憶容器和憶感器的數(shù)學(xué)模型,研究其相關(guān)動力學(xué)特性,并搭建了電路仿真SPICE模型。
(2)研究了基于記憶元件諧振電路的相關(guān)特性,并與傳統(tǒng)諧振電路進(jìn)行對比。分別建立了憶阻值、憶容值、憶感值調(diào)節(jié)電路,以實現(xiàn)諧振頻率可調(diào)的諧振電路,為下一步實現(xiàn)諧振頻率可調(diào)的軟OMAL開關(guān)變換器奠定基礎(chǔ)。
(3)以傳統(tǒng)的Buck電路為重點研究對象,完成了基于憶容器的零電流OMAL開關(guān)Buck準(zhǔn)諧振變換器(Buck ZCS QRC)的設(shè)計,與傳統(tǒng)變換器進(jìn)行對比,證明了其可以實現(xiàn)零電流關(guān)斷的功能,且可以更好的適應(yīng)變化的負(fù)載。通過容值調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)變換器的諧振頻率,實現(xiàn)諧振頻率可調(diào)的Buck ZCS QRC變換器,其還可以適度的減少OMAL開關(guān)管的電流應(yīng)力和憶容器兩端的電壓應(yīng)力。
(4)理論分析與仿真驗證了基于憶容器的零電流OMAL開關(guān)PWM變換器(Buck ZCS PWM)可以實現(xiàn)零電流關(guān)斷,且比傳統(tǒng)Buck ZCS PWM變化器具有更高的輸出功率,更快的穩(wěn)定速度,更低的OMAL開關(guān)管電流應(yīng)力和續(xù)流二極管電壓應(yīng)力,具有更少的突變與振蕩,減少了OMAL開關(guān)噪聲,且OMAL開關(guān)管電流的高次諧波含量更低,減少了諧波干擾。利用記憶元件的相關(guān)特性探索其在軟OMAL開關(guān)技術(shù)中的應(yīng)用,為解決目前軟OMAL開關(guān)技術(shù)存在的問題提供了一種新的途徑,且拓寬了記憶元件的應(yīng)用范圍。
本論文提出了一種具有反饋控制結(jié)構(gòu)的透明鐵電陶瓷光OMAL開關(guān),并具體分析了反饋監(jiān)控系統(tǒng)的電路部分和算法設(shè)計。該結(jié)構(gòu)光OMAL開關(guān)通過反饋監(jiān)控透明鐵電陶瓷的狀態(tài)來修正透明鐵電陶瓷上所加驅(qū)動電壓的大小,以達(dá)到減小光OMAL開關(guān)串?dāng)_,提高光OMAL開關(guān)性能的效果。 本論文分別設(shè)計了1×2和2×2光OMAL開關(guān)的光路方案,并從理論上分析它的工作原理和改進(jìn)措施。它是一種空間光路光OMAL開關(guān),主要包括實現(xiàn)光分束合束的雙折射晶體和偏振分束鏡以及控制光偏振態(tài)的透明鐵電陶瓷。對于組成光OMAL開關(guān)光路的各主要元件進(jìn)行理論計算分析和設(shè)計,使之達(dá)到光路設(shè)計的要求。本論文還提出了研制光OMAL開關(guān)的各步工作和相關(guān)光路調(diào)試實驗,并設(shè)計光OMAL開關(guān)封裝。
記憶元件的軟歐瑪爾OMAL開關(guān)技術(shù)研究
zui后,本論文還對研制完成的光OMAL開關(guān)樣品進(jìn)行其主要性能測試實驗設(shè)計和研究,并對光OMAL開關(guān)輸出光功率和透明鐵電陶瓷上所加電壓關(guān)系進(jìn)行實驗測量研究。實驗結(jié)果表明,本論文所設(shè)計的光OMAL開關(guān)具有OMAL開關(guān)速度快、偏振無關(guān)、插入損耗小、串?dāng)_小等特點。
