针对环境能量收集系统输出电压纹波高以及效率随负载变化等缺点, 提出了一种在宽负载范围内转换效率高且输出电压纹波低的能量收集系统。该系统基于最优化导通时间(OOT)控制方法对输出纹波进行调控, 解决了传统控制方法在小负载电容和轻载情况下纹波较大的问题; 此外, 基于自适应系统时钟频率(ACF)控制方法改善了传统方法在轻载时效率大幅度下降的问题, 实现系统在较宽负载范围内保持较高的效率。采用180 nm CMOS工艺对能量收集系统进行设计验证。仿真结果显示, 所设计的能量收集系统在1 mA负载电流范围内峰值效率为8975%, 最低效率为8375%, 其最低效率比同类系统提高了7个百分点以上; 在02 μF负载电容下纹波从17796 mV下降到2356 mV。

鉴于激光修调系统对电源输出电压精度及纹波的需求，提出了一种正负输出电压同步调节的电路方案，设计了镜像电流源控制的调压电路并研制出了电源样机进行调试。该电源结构简单，实现了高精度电压调整功能，具备了低纹波特性，满足了激光修调系统对电源电压低纹波、高稳定性的使用要求。试验结果表明，设计的电源实现了高精度可调并具有5 mV以下的低纹波输出，符合激光修调系统对电源的需求。

针对微波驱动源、固态调制器等对宽平顶脉冲源的应用需求，开展了基于脉冲形成网络输出准方波的理论研究与分析设计。首先采用Prony算法获得准方波波形的解析表达式，然后基于最佳一致逼近的优化控制思路，列出极点控制方程，采用数值方法求解非线性方程组，获得优化波形参数。在此基础上采用阻抗函数匹配的算法求解出脉冲形成网络的元件参数初始值，根据工程设计的实际情况舍弃部分参数并对个别参数进行优化后，获得最终的元器件参数。通过理论分析与数值模拟相结合的方法，系统地给出了获取长脉宽、低纹波准方波脉冲形成网络的设计方法以及设计准则。该方法可用于设计任意阶低纹波系数的准方波脉冲源，也可用于设计其他输出波形要求的脉冲源。

直流高压电源在科学实验和工业生产中有着广泛的运用,传统高压直流电源是通过工频变压器直接升压,再经整流滤波得到所需要的高压,普遍存在精度低、调整复杂、纹波系数大等诸多缺陷。本系统基于全桥逆变、倍压整流和脉宽控制技术,设计了用于电子束离子阱装置的直流高压电源,采用高频逆变、正负双向倍压整流、电压电流双环控制等方法,实现了直流高压输出。结果表明,所设计的直流高压电源具有稳定性好、纹波小、可靠性高、系统安全等特点,最终输出的电压在0~200 kV连续可调,纹波和稳定性都小于0.01%,满足实验需求。

HL80型大功率恒流源采用闭环实时串联线性调整技术实现输出电流的恒流控制,应用三相交流调压模块调控电源变压器的初级电压,以可编程控制器与触摸屏配合实现图形化的交互式操作界面,采用以太网构成通讯控制网络。当负载在2.0 ～3.0 Ω之间变化且输出电流在20～80 A之间变化时,HL80型恒流源的调整管压降可控制在(8±2) V范围内,输出电流稳定度优于0.12%,纹波系数优于0.11%。样机实现万次拷机实验无故障。