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关键词： 背靠背   功率因数校正   三电平变换器  

摘要： 通过对背靠背式两电平无桥功率因数校正电路与双向开关管的融合，构造一族具有开关器件数量少的背靠背式三电平功率因数校正变换器(Back-to-back three-level power factor correction converter， BT-PFC)。背靠背式无桥功率校正电路直流侧采用级联或嵌入构造方式，可实现工频周期内桥臂电压输出5种电压电平，有效减小谐波含量和降低等效开关频率。本文对所提BT-PFC变换器的电路级联式/嵌入式结构、工作原理、电路拓扑特性、解耦型闭环控制和调制技术等方面进行详细分析。最后，对BT-PFC-VI电路搭建实验样机，其输入为：220V/50Hz，输出为：1kW/400V，实验结果表明所提单相BT-PFC三电平推导方案的可行性，同时验证电路拓扑理论分析的正确性。

关键词： MPRM功耗优化   混合极性Reed-Muller   星鸦优化算法   组合优化问题   多向平衡移动  

摘要： 相较于布尔逻辑电路，基于XOR/AND的混合极性Reed-Muller(Mixed Polarity RM， MPRM)逻辑电路在面积、功耗和速度等方面具有显著优势。MPRM逻辑电路功耗优化属于组合优化问题。然而，现有MPRM逻辑电路功耗优化方法存在优化效率较低和优化效果较差的问题。首先，本文提出一种多向平衡移动星鸦优化算法，该算法主要包含双重优变策略、多向平衡移动策略和变邻域爬山策略。其次，本文提出一种MPRM逻辑电路功耗优化方法，该方法基于多向平衡移动星鸦优化算法在极性优化空间中搜索功耗最小的最佳极性，从而实现MPRM逻辑电路功耗优化。最后，基于MCNC基准测试电路的实验结果表明，与基于星鸦优化算法、基于多策略结合的灰狼优化算法和基于多策略改进的蜣螂优化算法的MPRM逻辑电路功耗优化方法相比，本文提出的功耗优化方法最高功耗优化率达到51.50%，平均功耗优化率达到20.12%。

关键词： 超级电容器组   充放电   串并联切换   变换器  

摘要： 储能电站用超级电容器组串并联电路结构，会导致在充电过程中出现电压不均衡、过电压和存储能量达不到额定状态等问题，放电过程中又会出现无法稳定输出等缺点。针对以上问题，首先，本文设计了一种串并联切换充电均压电路，通过高速开关的切换实现能量转换和均衡；其次，设计了一种带Boost变换器放电稳压电路，通过PID电路实时控制占空比实现稳定电压输出；最后，使用PSIM软件分别进行建模和仿真计算，验证了所设计两种电路的有效性和合理性。

关键词： 消费电子产品   拆解   电路原理   教学应用  

摘要： 在科技迅猛发展的当下,消费电子产品已成为前沿科技的重要载体,将其拆解与电路原理融合应用于教学实践意义重大.本文首先阐述该教学模式的推行背景,并基于典型性、安全性、普及性等原则筛选适配教学的产品;其次呈现拆解流程,涵盖工具准备、外观研读与资料整合、实操拆解;同时结合电路原理,从元件识别、功能分析到复杂电路系统解构展开教学;辅以实例论证其在激发兴趣、强化实践、夯实理论方面的成效;最后针对安全隐患、难度调控等难题提出解决策略,为电子类专业教学革新及创新人才培养提供参考,促进教育与产业需求对接.

关键词： PWM波   高频变压器   整流滤波  

摘要： 光离子化传感器升压电路的主要目的是为光离子化检测器提供所需的高电压,以确保紫外灯能够正常工作并产生足够的能量来激发待测气体分子的离子化.设计的升压电路采用创新的两路分压方案:首先由PWM(Pulse Width Modulation)波驱动电路供电,通过精确控制占空比实现输入电压的稳定调节;再经过自定义高频变压器升压后,一路直接输出给紫外线(Ultraviolet,UV)灯,另一路经过整流滤波后供给电离室.在性能优化方面,该设计有效提高了升压电路的效率,同时降低了24％的电力成本,为光离子化传感器提供了理想的高电压源.

关键词： 核心素养   教学策略   问题链  

摘要： 为了在教学中落实物理学科核心素养的要求,文章以"串联电路故障分析"一课的教学设计为例,在深入研究课标的基础上,结合实际学情开展追求理解的教学设计,以期在物理教学中落实核心素养的各个要素.

关键词： X射线图像传感器   光子计数   脉冲宽度调制   读出电路  

摘要： 本文基于0.18μm标准CMOS工艺设计了一种用于直接型X射线图像传感器的混合模式读出电路，同时支持光子计数以及积分两种读出方式。当光强较小时，使用计数模式以获取良好的噪声表现，当光强较大以至于计数模式饱和时，则激活积分模式扩展读出电路动态范围。仿真表明，计数模式能抑制高达数十纳安的前端输入漏电流，等效输入噪声电荷72e-rms，功耗为72.2μW/Pixel。积分通道采用全动态设计的脉冲宽度调制像素，功耗仅为119nW/Pixel。设置数字读出位宽10bit，曝光时间150μs时，混合模式读出电路动态范围为112dB，SNR范围为24dB～63dB。

关键词： 电平转换电路   上电启动电路   输出驱动电路  

摘要： 提出了一种新型的低延迟宽电压转换范围的电平转换电路，该电路由电平转换电路、上电启动电路以及输出驱动电路组成。电平转换电路采用高/低阈值晶体管设计，实现电平转换信号的高速传输；上电启动电路的设计可以避免系统因电压不稳定所导致的数据错误或其他故障；输出驱动电路通过添加特殊的使能控制端，防止错误触发和保障电路安全，为后续电路提供稳定的电压信号。对该电路采用Cadence软件（IC6.1.6-64b版本）结合smic.18 BCD工艺设计进行仿真，结果表明上电启动电路的触发阈值电压为2.0 V，电平转换电路的转换区域为1.8～5.0 V，最大工作频率范围为 2 MHz，上升总延时约为16 ns。通过添加输出驱动电路能够使信号延迟率降低66.67%，有效提升了信号传输速率。

关键词： 功率NMOS   电荷泵   过压检测   高压  

摘要： 电荷泵被广泛应用于开关电源中功率NMOS的驱动。为了确保电荷泵产生的电压保持在功率NMOS的安全栅极电压以下，需要对电荷泵的输出电压进行过压检测。本文利用低压负反馈回路和高压PMOS电流镜，将电荷泵的输入电压(VIN)和输出电压(VCP)精确地施加到感应电阻上，实现了对VCP和VIN差值的精确采样。然后将缩小固定因子的电压差与参考电压进行比较，以输出过压标志信号。该过压检测电路具有输入范围宽、精度高、简单、无需高压比较器等特点。采用SMIC 0.18 μm 40 V BCD工艺制备，对其进行设计与实现，其面积为0.086 mm2。测试结果表明，在VIN输入为5～30 V时该电路能够准确检测VCP-VIN超过5 V的过压。此外，该电路的最大电流消耗小于7 μA。

关键词： 集成电路   SiP封装   热应力   数值模拟   仿真验证   电力电子  

摘要： 近年来微系统SiP封装技术从微器件的设想到落地，逐步实现了工艺技术上的改进，直至今日渗透到信息、航天、船舶、医学等多个领域，其发展趋势已经势不可挡。但是对于微系统SiP封装器件，热应力导致的热失配是最重要的失效原因之一。想要分析器件的热适配问题，实验成本太高，基于有限元的数值仿真技术不仅可以满足准确度要求，并且节省时间、资源等成本，但是国内外针对微系统SiP封装器件的热应力数值仿真方法并没有进行系统的多方面的对比与验证。基于以上现状，为了实现针对微系统SiP封装器件热应力的高效、全面、准确地仿真，并且形成准确且具有指导性的仿真方法。本研究以某一典型微系统SiP封装模型为例，从收敛性分析、约束类型分析、温度场构建分析、焊接面分析、粘接面分析五个方面研究了该封装器件的热应力仿真方法，最终结合实验进行对比分析，最终形成准确高效的微系统SiP封装器件热应力的仿真方法理论，进而指导该领域器件的封装设计。