引言       近年来,随着我国农产品需求量的增加,农业自动化水平的提高,以及大量农业机械、电气照明和温控设备的增加,农业电耗逐年增加,生产成本不断提高。随着电子技术的迅猛发展,开关稳压电源已作为一种较理想的电源为人们所使用,其运用功率变换器进行电能变换,能够在满足各种农业用电的前提下,降低电耗,其高效节能可带来巨大的农业经济效益。然而当前的农业用开关稳压电源,虽然体积小,效率高,但输出电压的纹波较大 ,难以保证输出电压高稳定性,常常影响农用机械和电气设备的连续生产,反而增加了耗能。为此,本文提出一种新的带过载保护的开关稳压电源设计方案,能为农用大型机械和农业照明设备电路提供稳定的电源,具 电源技术在农业领域的应用日益广泛,特别是在农业自动化和电气设备的增多背景下,高效节能的开关稳压电源成为了农业电耗管理的关键。开关稳压电源利用功率变换器转换电能,能在满足农业用电需求的同时,降低能耗,对于农业经济的可持续发展具有重要意义。然而,现有的农业用开关稳压电源存在着输出电压纹波大、稳定性不足的问题,这不仅影响了农用机械和电气设备的连续运行,还可能导致额外的能耗。 针对这一问题,本文提出了一种新的带过载保护的开关稳压电源设计方案,旨在为农用大型机械和农业照明设备提供更稳定、可靠的电源。设计的核心是优化DC2DC主回路拓扑电路,以降低输出电压纹波,提升电源稳定性。方案比较了三种常见的主回路设计方案:单端正激式电路、全桥整流式电路和双管推挽放大电路。单端正激式电路结构简单,但效率不高,全桥整流式电路虽适合高压环境但损耗较大,而双管推挽放大电路在保证较低损耗的同时,输出电压更为稳定,因此被选为最优方案。 在控制方法上,文章探讨了键控、稳压及显示控制的两种策略,即数字芯片方案和嵌入式方案。数字芯片方案虽然理论可行,但在实际操作中控制和显示较为困难;相比之下,嵌入式方案采用51单片机进行控制,配合以7279为核心的按键扫描显示模块,具有编程简便、控制灵活、显示易实现的优点,因此被采纳。在PWM芯片的选择上,文章推荐使用SG3525,因其驱动能力强、性能稳定且外围电路简洁。 此外,设计还包含了过流保护自动控制功能。文章比较了纯硬件实现和软件实现两种方式。纯硬件实现虽然逻辑性强,但参数选择严格,实施难度较大;软件实现则通过单片机监控负载电平,控制SG3525的shutdown端,更便于系统控制和调整,更适合本系统的需求。 这种新型的开关稳压电源设计方案结合了优化的电路拓扑、高效的控制策略和智能的保护机制,旨在解决现有农业电源的不足,为农业电气设备提供更高效、安全的电源保障,具有广泛的应用潜力和良好的发展前景。
2025-07-21 15:33:58 256KB 电源技术
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### 一种基于PWM的电压输出DAC电路设计 #### 摘要及背景介绍 在电子技术和自动化的领域中,数字信号通常需要转换成模拟信号来驱动各种物理设备或传感器。这种转换过程通常由数模转换器(DAC)完成。然而,并非所有微控制器都内置有高精度的DAC模块,这在一定程度上限制了系统的灵活性和成本效益。针对这一问题,作者提出了一种基于PWM(脉宽调制)信号实现DAC的设计方案。这种方法不仅能够显著降低成本,而且还能简化电路设计,提高转换精度。 #### 理论基础:PWM与DAC的关系 **PWM**是一种通过改变脉冲宽度来调制信号的技术。在电子电路中,PWM信号通常表现为一系列等幅不等宽的矩形脉冲,其宽度的变化决定了信号的平均值。理论上,可以通过对PWM信号进行滤波来提取其平均值,从而实现从数字信号到模拟信号的转换。 **PWM到DAC的转换**可以通过以下步骤实现: 1. **理论分析**:通过对实际应用中的PWM波形进行频谱分析,确定其直流分量与交流分量。PWM波形的直流分量与其占空比成正比,而交流分量则是由不同频率的谐波组成。 2. **滤波处理**:利用低通滤波器去除PWM信号中的高频谐波成分,保留其直流分量。这样经过滤波后的信号就代表了PWM信号的平均值,也就是模拟电压输出。 #### 转换误差及其解决方法 在实际应用中,由于PWM信号的特性以及滤波器的设计等因素,可能会引入一定的转换误差。这些误差主要包括: - **非理想低通滤波器**:实际的低通滤波器无法完全去除高频谐波,这会导致输出信号存在一定的纹波。 - **PWM信号的非线性**:实际PWM信号的高低电平可能存在偏差,导致输出电压与预期不符。 - **电路参数不匹配**:例如,电源电压波动、元件老化等都会影响最终的输出精度。 为了减少这些误差,可以采取以下措施: 1. **优化滤波器设计**:选择更合适的滤波器参数,比如提高滤波器的阶数或者使用更复杂的滤波器结构,以更好地抑制高频噪声。 2. **改进PWM信号质量**:确保PWM信号的高低电平稳定,减少非线性效应的影响。 3. **采用温度补偿和校准技术**:定期对电路进行校准,补偿环境温度变化带来的影响。 #### 电路实现方法 文中提出了两种从PWM到0~5V电压输出的电路设计方案: 1. **基本电路设计**:第一种方案相对简单,主要依靠低通滤波器去除PWM信号中的高频谐波成分。这种方法的优点是电路结构简单,但可能在精度方面有所牺牲。 2. **高精度电路设计**:第二种方案通过更加精细的滤波处理和电路设计来提高转换精度。这种方法可能需要更复杂的电路结构和更高质量的元器件,但在实际应用中能够获得更高的转换精度。 #### 结论 基于PWM的电压输出DAC电路设计不仅能够有效降低成本,而且还能够实现较高的转换精度。通过对PWM信号的理论分析、滤波器的设计以及误差控制等方面的研究,可以进一步优化电路性能,满足不同应用场景的需求。未来的研究还可以探索更多提高转换精度的方法,以及如何在保持低成本的同时进一步简化电路设计。
2025-07-21 14:33:55 263KB
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导读:文介绍了一种掉电后备电源的设计,采用超级电容作为储能元件可长期浮充,大电流放电,提高了使用寿命;采用升压型拓扑,优化了超级电容容量配置,可在5V@5A条件下可在5V@5A 条件下,持续工作10s,并在电容因欠压停止工作时,可迅速关断输出,输出电压单调下降,不产生振荡,电性指标满足绝大。   1 引言   测量仪器、数据采集系统、伺服系统以及机器人等重要单元或关键部件需在非正常掉电时进行状态记录和必要的系统配置,使用电池往往由于长期浮充致使寿命减少,且需定期更换。超级电容器(Super Capacitor)兼有常规电容器功率密度大、充电电池比能量高的优点,可进行高效率快速充放电,且可长 【电源技术中的一种掉电后备电源设计方案】 在电源技术领域,设计一款高效的掉电后备电源至关重要,尤其是在关键设备如测量仪器、数据采集系统、伺服系统和机器人等需要在非正常断电时保持运行的场景。传统的电池解决方案由于长期浮充导致寿命缩短,需要定期更换,而超级电容器作为一种新型储能元件,具有高功率密度、快速充放电能力和长寿命,成为理想的替代方案。 本文介绍的掉电后备电源设计采用超级电容作为储能元件,能够进行长期浮充和大电流放电,从而提高了整体系统的使用寿命。设计中,选择了升压型拓扑结构,通过优化超级电容的容量配置,确保在5V@5A的条件下可以连续工作10秒。当电容电压低于阈值时,系统能够迅速关闭输出,避免电压振荡,保证输出电压平稳下降,满足电气性能要求。 在具体设计过程中,超级电容的容量选取是一个关键因素。考虑到需要提供短暂的掉电保护,设计者采用尽量小的电容容量以延长工作时间。通过对比Buck、Buck-Boost和高频变压器隔离等多种拓扑结构,最终选择了非隔离升压拓扑,这种拓扑能够在经济性、效率和功率密度方面达到良好的平衡。在这个设计中,超级电容的电压范围为3V-5V,最大输入电流为18A-20A,输出电压为+5V@5A,保持时间为10秒。 在主功率设计中,采用了Boost升压电路,包括超级电容、Boost拓扑和LC滤波部分。MOSFET和电感的选择需考虑高电流承载能力和热管理,以防止过流或电感饱和导致的损坏。同时,LC滤波电路有助于降低电压纹波,提高输出稳定性。 驱动控制部分采用UCC2813芯片,设定开关频率为100kHz,直接驱动MOSFET,实现高效转换。 在关断电路设计上,采用了TL431基准电路和LM339运放比较电路组成的滞环比较器,当超级电容电压低于3.5V时,系统将可靠地关闭输出,确保电压单调下降,避免产生不必要的波动。 实验结果显示,该设计在满载5A和空载条件下,输出电压和控制占空比波形稳定,电压纹波控制良好,关断过程符合预期,证明了设计方案的有效性和可靠性。 这款基于超级电容的掉电后备电源设计方案结合了超级电容的优越特性,实现了高效、快速响应和可靠的电源保护,为关键设备提供了安全、稳定的备用能源,适用于多种对电源稳定性要求较高的应用场景。
2025-07-15 10:25:51 300KB 电源技术
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Learning-based methods are believed to work well for unconstrained gaze estimation, i.e. gaze estimation from a monocular RGB camera without assumptions regarding user, environment, or camera. However, current gaze datasets were collected under laboratory conditions and methods were not evaluated across multiple datasets. Our work makes three contributions towards addressing these limitations. First, we present the MPIIGaze dataset, which contains 213,659 full face images and corresponding ground-truth gaze positions collected from 15 users during everyday laptop use over several months. An experience sampling approach ensured continuous gaze and head poses and realistic variation in eye appearance and illumination. To facilitate cross-dataset evaluations, 37,667 images were manually annotated with eye corners, mouth corners, and pupil centres. Second, we present an extensive evaluation of state-of-the-art gaze estimation methods on three current datasets, including MPIIGaze. We study key challenges including target gaze range, illumination conditions, and facial appearance variation. We show that image resolution and the use of both eyes affect gaze estimation performance, while head pose and pupil centre information are less informative. Finally, we propose GazeNet, the first deep appearance-based gaze estimation method. GazeNet improves on the state of the art by 22% (from a mean error of 13.9 degrees to 10.8 degrees) for the most challenging cross-dataset evaluation
2025-07-14 23:51:16 5.64MB 视点估计 深度学习 数据库发布
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基于DAB型双有源桥技术的单级高效率光伏微并网逆变器仿真研究:一种创新调制策略的实践与复现,基于DAB型双有源桥技术的单级高效率光伏微并网逆变器仿真研究:创新调制策略下的性能优化与控制方法验证,DAB型,双有源桥,微逆变器仿真,一种单级高效率的光伏微并网逆变器。 lunwen《Highly Efficient Single-Stage DAB Microinverter Using a Novel Modulation Strategy to Minimize Reactive Power》 控制方法,仿真复现。 ,DAB型; 双有源桥; 微逆变器仿真; 单级高效率; 光伏微并网逆变器; 控制方法; 仿真复现。,《基于DAB双有源桥的微逆变器仿真与高效控制策略研究》
2025-07-12 09:58:12 1.24MB 开发语言
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线性稳压电源因其设计成熟、成本合理,能满足中小功率电子设备的一般稳压要求,在其基本设计基础上不断的技术改进更拓展了其应用范围。文章阐述了对于多路输出的稳压电源,通过选择一路电压作为主电路的辅助电源,避免了输入电压波动或负载变化对工作状态参数的干扰,维护了主电路放大器独立的工作环境,拓展了输出电路功能又减少了单元电路设计,是对基本设计的一种特色改进。文章中稳压电源的线路分析、核心元件计算,为精确选择或替代元件提供了一定参考价值。
2025-07-11 23:38:50 1.16MB
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为满足ATX的高效率要求,带有源钳位电路的单开关反激式开关变换器逐步取代了传统的双开关正激变换器在消费类电子产品市场中的地位。本文改进了带有源钳位的反激式变换电路在开关管导通与断开时控制策略,详细推导了开关电路励磁电感及钳位电容的设计模型,并给出了各阶段的等效电路图并仿真。最后通过算例仿真实验验证了该反激式有源钳位电路可以极大地降低开关管的损耗,改善输出电流的波形质量,降低谐波含量。
2025-07-11 17:19:34 1.71MB
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1 引言   目前我们使用的第二代互联网IPv4技术,技术属于美国。它的问题是网络地址资源有限,从理论上讲,编址1600万个网络、40亿台主机。但采用A、B、C三类编址方式后,可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣,以至目前的IP地址近乎枯竭。其中北美占有3/4,约30亿个,而人口多的亚洲只有不到4亿个,中国截止2010年6月IPv4地址数量达到2.5亿,落后于4.2亿网民的需求。地址不足,严重地制约了我国及其他国家互联网的应用和发展。一方面是地址资源数量的限制,另一方面是随着电子技术及网络技术的发展,计算机网络将进入人们的日常生活,可能身边的每一样东西都需要连入因特网。在这样的环境下,IPv
2025-07-07 09:51:45 201KB
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在处理约束优化问题时,遗传算法因其全局搜索能力和不需要目标函数和约束条件可微的特点被广泛使用。遗传算法是一种模拟自然选择和遗传学机制的搜索算法,它通过选择、交叉和变异等操作在解空间中不断迭代,以寻求最优解。然而,将遗传算法应用于约束优化问题时,会遇到一些特殊的挑战,比如如何处理不可行解、如何平衡搜索的全局性和局部性、以及如何选择合适的惩罚因子等。 本文提出了一种新的约束处理方法,通过可行解和不可行解的混合交叉方法对问题的解空间进行搜索。这种方法的核心思想是同时利用可行解和不可行解来扩大搜索范围,并通过选择操作分别处理这两个种群,以此来提高算法的优化性能和搜索效率。这种方法避免了传统惩罚策略中选取惩罚因子的困难,使得约束处理问题简单化,并且实证结果显示这种方法是有效的。 在介绍这种方法之前,先来看一下单目标有约束优化问题的一般形式。单目标有约束优化问题通常包含目标函数和一系列的约束条件,目标是最大化或最小化目标函数的同时满足所有的约束。可行解是指满足所有约束条件的解,而不满足约束条件的解则被认为是不可行解。可行域由所有可行解构成,不可行域由所有不可行解构成。在实际应用中,寻找最优解意味着找到一个可行解,并使得目标函数取得最优值。 传统上,遗传算法在约束优化问题中主要采用的策略包括拒绝策略、修复策略、改进遗传算子策略以及惩罚函数策略等。拒绝策略直接忽略所有不可行解,这会缩小搜索范围,可能导致算法无法收敛到最优解。修复策略通过特定的程序将不可行解修复为可行解,但是这通常需要针对具体问题设计修复程序,适用性有限。改进遗传算子策略则需要针对问题的特定表达方式设计遗传算子来维持解的可行性。惩罚函数策略则通过为不可行解施加惩罚来引导搜索过程,但是这要求选取适当的惩罚因子,而选取惩罚因子是困难的,惩罚因子不当可能导致算法收敛到不可行解。 为了解决上述问题,本文提出了一种新的约束处理方法,该方法的主要特点在于使用了两个种群,即可行种群和不可行种群。该方法采用实数编码,允许算法在可行种群和不可行种群之间进行交叉操作,以扩大搜索空间,并在交叉和变异后的新个体中将它们分为可行种群和不可行种群。此外,文章还提到一种称为凸交叉的算术交叉方法,用于在约束边界附近搜索潜在的最优解。 凸交叉操作是通过算术交叉实现的,算术交叉操作及参数选择是特别设计的,以确保生成的新个体能够在可行域和不可行域之间的连线上。这种方法有效地利用了不可行解来增加搜索范围,同时通过选择操作对新个体进行分类处理,从而能够找到最优解。 在操作上,该方法首先将原始种群分为可行种群和不可行种群,然后对这两个种群分别进行选择操作。选择操作是基于某种准则来确定哪些个体将被选中以形成下一代种群。这些操作的目的是在保持种群多样性的同时,引导种群朝着最优解进化。 在遗传算法中,选择操作是关键的一步,它决定了哪些个体有资格参与下一代的生成。常见的选择方法包括轮盘赌选择、锦标赛选择、精英选择等。在约束优化问题中,选择方法需要特别设计,以确保同时关注可行解的质量和不可行解对搜索空间的扩展作用。 本文的研究表明,新的约束处理方法能够有效地处理约束问题,通过结合可行解和不可行解的搜索策略,简化了约束处理过程,提高了算法性能,并且能够有效地收敛到全局最优解。这种方法的提出,对于遗传算法在约束优化问题上的应用具有重要的意义,为后续的研究者提供了新的思路和方法。
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