一種除法器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及模擬電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種除法器。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著化石能源和環(huán)境污染的日期加劇，可再生能源的發(fā)展和應(yīng)用受到世 界各國的廣泛關(guān)注。在可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中，由于太陽能和燃料電池等可再生能源的輸 出為變化范圍寬的直流電，電網(wǎng)電壓為頻率和幅值固定的交流電，因此需要直直變換器把 寬范圍變化的直流電變換成恒定的直流電送給后級并網(wǎng)逆變器。為了消除寬輸入電壓對輸 出電壓和電感電流的影響，通常要求在控制系統(tǒng)中加入輸入電壓前饋信號。而輸入電壓前 饋信號與輸入電壓成反比，因此需要?？诘某ㄆ髑善瑢崿F(xiàn)，但現(xiàn)有的除法器巧片價格較 高。為了降低成本，有文獻(xiàn)提出采用單個線性函數(shù)近似的方法，但其誤差較大，因此研究精 度高、結(jié)構(gòu)簡單和成本低的除法器，有著重要的理論意義和應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中除法器的缺點，提出一種精度高、結(jié)構(gòu)簡單和 成本低的除法器。
[0004] 本發(fā)明的一種除法器包括第一線性放大電路、第二線性放大電路和最小值電路， 其中第一線性放大電路包括第一運算放大器和第一電阻至第四電阻，第二線性放大電路包 括第二運算放大器和第五電阻至第八電阻，最小值電路包括第一二極管、第二二極管和第 九電阻；輸入端分別接第四電阻的一端和第走電阻的一端，且輸入端對地電壓作為輸入電 壓，第四電阻的另一端連接第一運算放大器的同相端，第一運算放大器的反相端分別接第 一電阻的一端、第二電阻的一端和第S電阻的一端，第一電阻的另一端接地，第二電阻的另 一端接第一運算放大器的輸出端，參考段分別接第=電阻的另一端、第八電阻的一端和第 九電阻的一端，且參考端對地電壓作為參考電壓，第八電阻的另一端分別接第走電阻的另 一端和第二運算放大器的同相端，第二運算放大器的反相端分別接第五電阻的一端和第六 電阻的一端，第五電阻的另一端接地，第六電阻的另一端接第二運算放大器的輸出端，第 一二極管的陰極接第一運算放大器的輸出端，第二二極管的陰極接第二運算放大器的輸出 端，第二二極管的陽極分別接第一二極管的陽極、第九電阻的另一端和輸出端，且輸出端對 地電壓作為輸出電壓。
[0005] 參考電壓為控制巧片參考端的電壓。輸入電壓為寬輸入電壓變換器的輸入電壓。 輸出電壓為寬輸入電壓變換器的輸入電壓前饋信號。該除法器是由2個線性函數(shù)實現(xiàn)的除 法功能。可通過調(diào)節(jié)第一電阻至第八電阻的組值實現(xiàn)。
[0006] 本發(fā)明的除法器通過分段線性函數(shù)逼近和最小值電路實現(xiàn)除法功能，大大降低了 成本、提高了精度且實現(xiàn)簡單?？蓮V泛應(yīng)用于需要實現(xiàn)除法功能的場合，如寬輸入電壓范圍 輸入電壓前饋補償?shù)膱龊稀?br>【附圖說明】
[0007] 圖1 ;除法器電路圖；
[000引圖2 ;理論輸入電壓前饋信號與本除法器輸出的輸入電壓前饋信號波形圖及其誤 差曲線圖。
[0009] 圖中的主要符號名稱；Ui。;輸入電壓，D1、〇2;第一、第二二極管，R1~Rg;第一至第 九電阻，U。;輸出電壓，U。;參考電壓，U"th;理論輸出電壓，U。。。;本除法器的輸出電壓，e% ; 專用除法器和本除法器輸出電壓的誤差的百分比。
【具體實施方式】
[0010] 由圖1可知，本發(fā)明的一種除法器包括第一線性放大電路1、第二線性放大電路2 和最小值電路3,其中第一線性放大電路1包括第一運算放大器和第一電阻Ri至第四電阻 尺4,第二線性放大電路2包括第二運算放大器和第五電阻咕至第八電阻Rg，最小值電路3包 括第一二極管〇1、第二二極管化和第九電阻R。;輸入端分別接第四電阻R4的一端和第^；：電 阻R,的一端，且輸入端對地電壓作為輸入電壓U1。，第四電阻R4的另一端連接第一運算放大 器的同相端，第一運算放大器的反相端分別接第一電阻Ri的一端、第二電阻R2的一端和第 =電阻Rs的一端，第一電阻Ri的另一端接地，第二電阻R2的另一端接第一運算放大器的輸 出端，參考段分別接第S電阻Rs的另一端、第八電阻Rs的一端和第九電阻Rg的一端，且參 考端對地電壓作為參考電壓U。，第八電阻Rs的另一端分別接第走電阻R,的另一端和第二運 算放大器的同相端，第二運算放大器的反相端分別接第五電阻咕的一端和第六電阻Re的一 端，第五電阻咕的另一端接地，第六電阻Re的另一端接第二運算放大器的輸出端；第一二 極管Di的陰極接第一運算放大器的輸出端，第二二極管的陰極接第二運算放大器的輸出 端，第二二極管化的陽極分別接第一二極管D1的陽極、第九電阻Rg的另一端和輸出端，且 輸出端對地電壓作為輸出電壓U。。
[0011] 參考電壓U。為控制巧片參考端的電壓。輸入電壓Ui。為寬輸入電壓變換器的輸入 電壓。輸出電壓U。為寬輸入電壓變換器的輸入電壓前饋信號。該除法器是由2個線性函 數(shù)實現(xiàn)的除法功能?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)第一電阻Ri至第八電阻Rg的組值實現(xiàn)。
[0012] 本發(fā)明采用2個二極管和1個上拉電阻（即第九電阻）實現(xiàn)了 2個電壓最小值的 選取，所述二極管可選肖特基二極管或常用二極管，如1N4148。第一和第二運算放大器采用 1個雙運放的巧片，如LF353,LM358等。
[0013] 具體阻值選取步驟如下；首先在輸入電壓最大值和最小值處將對應(yīng)的理論函數(shù)值 進(jìn)行傅里葉級數(shù)展開，確定2個線性函數(shù)的斜率范圍；然后繪制理論函數(shù)的波形圖，初步估 算2個線性函數(shù)交點的范圍；最后采用仿真軟件求理論函數(shù)和分段線性函數(shù)誤差絕對值百 分比的最小值，從而解出對應(yīng)電阻的最優(yōu)解。
[0014] 具體實例：若輸入電壓前饋信號為
[00 巧]t/?；?5.7-^^ (1)
[0016] 則經(jīng)過優(yōu)化后本除法器的阻值為；Ri= 37. 62化Q，R2= lOkQ，Rs= 20. 23化Q， 尺4=化Q，R 5= 10k Q，R 6= 1化Q，R 7= 17.%化Q，R 8二141. 71化Q，R 9二1化Q。
[0017] 圖2給出了式（1)所得波形和本除法器所得波形，W及兩者誤差相對值e%。兩者 誤差相對值e%為
[001 引 60/。=瑞-3。...1.皆噸)<1000/。 (2) Uajb
[0019] 從圖2可知，e%小于4%，因此本除法器具有很高的精度，且采用1個運算放大器 巧片，9個電阻和2個二極管即可實現(xiàn)，降低了成本。
【主權(quán)項】
1. 一種除法器，其特征在于該除法器由2個線性放大電路和最小值電路構(gòu)成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的除法器，該除法器包括第一線性放大電路（1)、第二線性放 大電路（2)和最小值電路（3)，其中第一線性放大電路（1)包括第一運算放大器和第一電 阻（R1)至第四電阻（R4),第二線性放大電路⑵包括第二運算放大器和第五電阻（R5)至 第八電阻（R8)，最小值電路（3)包括第一二極管（D1)、第二二極管（D2)和第九電阻（R9);輸 入端分別接第四電阻（R4)的一端和第七電阻（R7)的一端，且輸入端對地電壓作為輸入電 壓（Uin)，第四電阻（R4)的另一端連接第一運算放大器的同相端，第一運算放大器的反相端 分別接第一電阻（R1)的一端、第二電阻（R2)的一端和第三電阻（R3)的一端，第一電阻（Ri) 的另一端接地，第二電阻（R2)的另一端接第一運算放大器的輸出端，參考段分別接第三電 阻（R3)的另一端、第八電阻（R8)的一端和第九電阻（R9)的一端，且參考端對地電壓作為參 考電壓（U。)，第八電阻（R8)的另一端分別接第七電阻（R7)的另一端和第二運算放大器的同 相端，第二運算放大器的反相端分別接第五電阻（R5)的一端和第六電阻（R6)的一端，第五 電阻（R5)的另一端接地，第六電阻（R6)的另一端接第二運算放大器的輸出端；第一二極管 (D1)的陰極接第一運算放大器的輸出端，第二二極管（D2)的陰極接第二運算放大器的輸出 端，第二二極管（D2)的陽極分別接第一二極管（D1)的陽極、第九電阻（R9)的另一端和輸出 端，且輸出端對地電壓作為輸出電壓（U。）。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的除法器，所述參考電壓（U。）為控制芯片參考端的電壓。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的除法器，所述輸入電壓（Uin)為寬輸入電壓變換器的輸入電 壓。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的除法器，所述輸出電壓（U。）為寬輸入電壓變換器的輸入電壓 前饋信號。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的除法器，該除法器是由2個線性函數(shù)實現(xiàn)的除法功能。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的除法器，該除法器可通過調(diào)節(jié)第一電阻（R1)至第八電阻（R8) 的組值實現(xiàn)。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種除法器，由2個線性放大電路和最小值電路構(gòu)成。本發(fā)明的除法器通過兩個線性函數(shù)近似實現(xiàn)除法功能，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，精度高，與專用除法器芯片的誤差在4％以內(nèi)。
【IPC分類】G06F7/52
【公開號】CN104965685
【申請?zhí)枴緾N201510458742
【發(fā)明人】姚志壘, 于學(xué)華, 陸廣平, 王明輝, 顧春雷, 闞加榮
【申請人】鹽城工學(xué)院
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年7月30日