[實用新型]一種用于諧振電路的大功率電流控制型負電阻

有效

• 申請號: 201821495557.7
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN208386515U
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 張波;周佳麗;江彥偉
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H03L5/00
• 分類號: H03L5/00;H02M7/5387
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本實用新型公開了一種用于諧振電路的大功率電流控制型負電阻，包括交流受控電壓源和控制電路，其中，所述控制電路包括依次相連的電流采樣模塊、相位補償模塊、過零比較模塊和開關驅動模塊，所述電流采樣模塊采樣諧振電路的輸入電流，經相位補償模塊和過零比較模塊轉化為與輸入電流完全反相的方波，經開關驅動模塊產生開關器件的驅動信號至交流受控電壓源，所述交流受控電壓源根據驅動信號在正輸出端和負輸出端之間產生基波電壓。本實用新型可以實現不同功率等級，具有工作特性靈活、在線可調的特點，為交流負電阻在各種功率場合的實際應用提供了參考。

技術領域

本實用新型涉及負電阻構造的技術領域，尤其是指一種用于諧振電路的大功率電流控制型負電阻。

背景技術

負電阻是滿足歐姆定律的一端口有源元件。現有的負電阻構造主要分為三種：一是利用半導體材料構成有負電阻效應的元件；二是利用非線性元件(二極管和晶體管等)和正電阻構成負電阻；三是采用運算放大器和正電阻組成負阻抗變換器。由于以上構造方法輸出的有功功率有限，通常用于微波射頻電路抵消正電阻提高諧振器品質因數；或用于非線性電路研究非線性系統分岔或混沌等動力學行為等。學者發現負電阻對于功率場合的應用也具有顯著優勢，例如利用負電阻可以有效地改善無線電能傳輸系統的傳輸特性。然而，現有負電阻的構造方法主要集中在小功率負電阻，嚴重限制了負電阻在此類幾百至上千瓦的大功率場合的應用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提出了一種用于諧振電路的大功率電流控制型負電阻，可以實現不同功率等級，具有工作特性靈活、在線可調的特點，為交流負電阻在各種功率場合的實際應用提供了參考。

為實現上述目的，本實用新型所提供的技術方案為：一種用于諧振電路的大功率電流控制型負電阻，包括相連的交流受控電壓源和控制電路，所述交流受控電壓源和控制電路分別與諧振電路相連，其中，所述控制電路包括依次相連的開關驅動模塊、過零比較模塊、相位補償模塊和電流采樣模塊，所述電流采樣模塊采樣諧振電路的輸入電流，經相位補償模塊和過零比較模塊轉化為與輸入電流完全反相的方波，經開關驅動模塊產生開關器件的驅動信號至交流受控電壓源，所述交流受控電壓源根據驅動信號在正輸出端和負輸出端之間產生基波電壓。

進一步，所述交流受控電壓源由能夠輸出高頻率交流電壓的高頻交流逆變電路構成，所述高頻交流逆變電路輸出基波電壓與輸入電流相位相差180度，向外輸出有功功率。

進一步，所述相位補償模塊能根據外接諧振電路自動調整相位偏移，經相位補償后的電流信號始終與輸入電流同相。

本實用新型與現有技術相比，具有如下優點與有益效果：

本實用新型提供的用于諧振電路的大功率電流控制型負電阻，可工作在輸入電流即流過負電阻電流為高頻的情況，輸入電流與輸入電壓的關系在諧振電路諧振頻率處滿足負電阻關系，而且本實用新型所實現的負電阻功率等級由交流受控電壓源決定，因此可選用不同功率等級的交流受控電壓源以適應不同的功率應用場合。其中，采用高頻電壓型逆變電路作為交流受控電壓源，其特點是：第一，可輸出高頻率的交流電壓，滿足交流負電阻高頻運行的需求；第二，控制電路均為模擬電路，控制精度高且動態響應速度快，系統起振不需要啟動電路；第三，負電阻的功率大小由高頻逆變電路的額定功率決定，可以通過設計逆變電路的工作參數，實現不同功率等級的負電阻。以上特點為交流負電阻在各種功率場合的實際應用提供了參考。

附圖說明

圖1為實施方式中提供的負電阻模型圖。

圖2為實施方式中采用全橋電壓型逆變器實現負電阻的電路圖。

圖3為實施方式中圖2所示電路起振時輸入電流和控制電路信號的波形圖。

圖4為實施方式中圖2所示電路穩態時輸入電壓和輸入電流的波形圖。

具體實施方式