一种大功率忆阻器及其控制方法
【专利摘要】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。
【专利说明】一种大功率忆阻器及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及忆阻器【技术领域】，具体涉及一种大功率忆阻器及其控制方法。
【背景技术】
[0002]1971年，美国科学家蔡少棠提出了除电阻、电容、电感之外的第四种基本无源电路元件，并将其命名为忆阻器，但一直未能制造出符合其物理定义的忆阻器。直到2008年，惠普公司利用TiO2薄膜材料成功地制作出荷控型忆阻器(参见文献[I]：D. B. Strukov, G. S. Snider, D. R. Stewart, and R. S. Williams, “The missing memristorfound”，Nature, 2008 (453)，pp. 80 - 83)，证实了忆阻器的存在。但惠普忆阻器由纳米半导体薄膜材料制成，尺度非常小，主要用作计算机存储器，不能应用于电子电路。而用运算电路搭建的忆阻器电路模型，如文献[2] (B. Muthuswamy, “ ImplementingMemristor based Chaotic Circuits，，，International Journal of Bifurcation andChaos, 2010，20(5), pp. 1335 - 1350)提出了一种应用AD633乘法器芯片的忆阻器模型，其功率则受到乘法器、运算放大器等运算电路工作电压的限制，只能适用于毫瓦级的小功率场合，严重地限制了忆阻器在各种功率场合的应用。
【发明内容】
[0003]针对现阶段的忆阻器电路模型功率等级较低的状况，本发明提供的一种大功率忆阻器及其控制方法，具体是用控制器产生的控制信号控制受控电压源的输出电压，使输入交流电压与输入电流满 足忆阻器的定义。受控电压源采用电压型PWM逆变电路，具有工作特性灵活可调的特点，且忆阻器的功率由逆变电路决定，故本发明可以实现不同功率等级的忆阻器。
[0004]本发明的目的通过如下技术方案实现。
[0005]一种大功率忆阻器，其包括受控电压源、控制器、电压采样器、电流采样器和电阻和输入交流电压源；输入交流电压源的一端与电阻的一端连接，电阻的另一端与受控电压源的正输出端连接，受控电压源的负输出端N与输入交流电压源的另一端连接；电压采样器的输入端米样输入交流电压源的输入电压vin，电压米样器的输出端与控制器的第一信号输入端连接；电流米样器的输入端米样输入交流电压源的输入电流，电流米样器的输出端与控制器的第二信号输入端连接；控制器对输入的电压、电流信号进行处理，产生的控制信号从控制器的输出端端输出；控制器的输出端与受控电压源的控制信号输入端连接，受控电压源根据控制信号输入端输入的控制信号在正输出端端和负输出端端之间产生电压。
[0006]上述大功率忆阻器的控制方法中，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Vin与输入电流iin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源，实现不同功率等级的忆阻器；受控源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，使所述的大功率忆阻器的忆导值为，
【权利要求】
1.一种大功率忆阻器，其特征在于包括受控电压源（I)、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（I)的正输出端（P)连接，受控电压源（I)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)的输入电压vin，电压采样器（3)的输出端（So)与控制器(2)的第一信号输入端（Dl)连接；电流米样器（4)的输入端（Ci)米样输入交流电压源（6)的输入电流（iin)，电流米样器（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（I)的控制信号输入端（VC)连接，受控电压源（I)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（vF)。
2.根据权利要求1所述的一种大功率忆阻器，其特征在于所述受控电压源（I)由PWM逆变电路构成。
3.根据权利要求1所述的一种大功率忆阻器，其特征在于所述控制器包括积分器、加法器、乘法器中的一种以上。
4.权利要求1所述大功率忆阻器的控制方法，其特征在于，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Vin与输入电流iin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源（1)，实现不同功率等级的忆阻器；受控源（I)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，
【文档编号】H03K19/00GK103490761SQ201310423418
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】丘东元, 韦兆华, 张波 申请人:华南理工大学