一种大功率忆阻器及其控制方法

摘要

本发明提供了一种大功率忆阻器及其控制方法。大功率忆阻器包括受控电压源、控制器、电压采样器、电流采样器和电阻，控制器根据电压采样器采集的输入交流电压和电流采样器采集的输入电流，产生相应的控制信号，调节受控电压源的输出电压，使输入电压与输入电流之间符合忆阻器的电压电流关系。本发明采用逆变电路实现受控电压源，其特点是：第一可根据应用场合的需要设计控制信号，采用PWM方式控制逆变器的输出电压，实现不同工作性能的忆阻器；第二，忆阻器的功率大小由逆变电路的额定功率决定，可以通过设计逆变电路的工作参数，实现不同功率等级的忆阻器，为今后忆阻器在各种功率场合的实际应用提供了参考。

主权项

一种大功率忆阻器，其特征在于包括受控电压源(1)、控制器(2)、电压采样器(3)、电流采样器(4)和电阻R(5)和输入交流电压源(6)；输入交流电压源(6)的一端(A)与电阻R(5)的一端连接，电阻R(5)的另一端与受控电压源(1)的正输出端(P)连接，受控电压源(1)的负输出端(N)与输入交流电压源(6)的另一端(B)连接；电压采样器(3)的输入端(Si)采样输入交流电压源(6)的输入交流电压v_in，电压采样器(3)的输出端(So)与控制器(2)的第一信号输入端(D1)连接；电流采样器(4)的输入端(Ci)采样输入交流电压源(6)的输入电流(i_in)，电流采样器(4)的输出端(Co)与控制器(2)的第二信号输入端(D2)连接；控制器(2)对输入的电压、电流信号进行处理，产生的控制信号从控制器(2)的输出端(D3)端输出；控制器(2)的输出端(D3)与受控电压源(1)的控制信号输入端(VC)连接，受控电压源(1)根据控制信号输入端(VC)输入的控制信号在正输出端(P)和负输出端(N)之间产生电压(v_F)；所述受控电压源(1)由电压型PWM逆变电路构成；所述控制器包括积分器、加法器、乘法器中的一种以上；控制器根据电压采样器采集的输入交流电压和电流采样器采集的输入电流，产生控制信号，调节受控电压源的输出电压，使输入交流电压v_in与输入电流i_in之间符合忆阻器的电压电流关系；通过选用不同功率容量的受控电压源(1)，实现不同功率等级的忆阻器；受控电压源(1)由电压型逆变电路实现，且逆变电路采用PWM控制方式；通过设置控制器(2)，使所述的大功率忆阻器的忆导值为，$G\left(\phi \right)=\frac{i_{in}}{v_{in}}=\frac{G_R+\lambda ·\phi }{R}=G_0+\alpha ·\phi ,$式中v_in为输入交流电压，i_in为输入电流，R为电阻(5)的阻值，G_R和λ为控制器(2)算法设定的常数，φ为磁通量，所述大功率忆阻器的忆阻值为$M\left(q\right)=\frac{v_{in}}{i_{in}}=R(M_R+\mu ·q)=M_0+\beta ·q,$式中M_R和μ为控制器(2)算法设定的常数，q为磁通量，M₀＝M_R·R，β＝μ·R。