一种除法器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及模拟电子技术领域，尤其是一种除法器。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着化石能源和环境污染的日期加剧，可再生能源的发展和应用受到世 界各国的广泛关注。在可再生能源发电系统中，由于太阳能和燃料电池等可再生能源的输 出为变化范围宽的直流电，电网电压为频率和幅值固定的交流电，因此需要直直变换器把 宽范围变化的直流电变换成恒定的直流电送给后级并网逆变器。为了消除宽输入电压对输 出电压和电感电流的影响，通常要求在控制系统中加入输入电压前馈信号。而输入电压前 馈信号与输入电压成反比，因此需要专口的除法器巧片实现，但现有的除法器巧片价格较 高。为了降低成本，有文献提出采用单个线性函数近似的方法，但其误差较大，因此研究精 度高、结构简单和成本低的除法器，有着重要的理论意义和应用价值。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于针对现有技术中除法器的缺点，提出一种精度高、结构简单和 成本低的除法器。
[0004] 本发明的一种除法器包括第一线性放大电路、第二线性放大电路和最小值电路， 其中第一线性放大电路包括第一运算放大器和第一电阻至第四电阻，第二线性放大电路包 括第二运算放大器和第五电阻至第八电阻，最小值电路包括第一二极管、第二二极管和第 九电阻；输入端分别接第四电阻的一端和第走电阻的一端，且输入端对地电压作为输入电 压，第四电阻的另一端连接第一运算放大器的同相端，第一运算放大器的反相端分别接第 一电阻的一端、第二电阻的一端和第S电阻的一端，第一电阻的另一端接地，第二电阻的另 一端接第一运算放大器的输出端，参考段分别接第=电阻的另一端、第八电阻的一端和第 九电阻的一端，且参考端对地电压作为参考电压，第八电阻的另一端分别接第走电阻的另 一端和第二运算放大器的同相端，第二运算放大器的反相端分别接第五电阻的一端和第六 电阻的一端，第五电阻的另一端接地，第六电阻的另一端接第二运算放大器的输出端，第 一二极管的阴极接第一运算放大器的输出端，第二二极管的阴极接第二运算放大器的输出 端，第二二极管的阳极分别接第一二极管的阳极、第九电阻的另一端和输出端，且输出端对 地电压作为输出电压。
[0005] 参考电压为控制巧片参考端的电压。输入电压为宽输入电压变换器的输入电压。 输出电压为宽输入电压变换器的输入电压前馈信号。该除法器是由2个线性函数实现的除 法功能。可通过调节第一电阻至第八电阻的组值实现。
[0006] 本发明的除法器通过分段线性函数逼近和最小值电路实现除法功能，大大降低了 成本、提高了精度且实现简单。可广泛应用于需要实现除法功能的场合，如宽输入电压范围 输入电压前馈补偿的场合。
【附图说明】
[0007] 图1 ;除法器电路图；
[000引图2 ;理论输入电压前馈信号与本除法器输出的输入电压前馈信号波形图及其误 差曲线图。
[0009] 图中的主要符号名称；Ui。;输入电压，D1、〇2;第一、第二二极管，R1~Rg;第一至第 九电阻，U。;输出电压，U。;参考电压，U"th;理论输出电压，U。。。;本除法器的输出电压，e% ; 专用除法器和本除法器输出电压的误差的百分比。
【具体实施方式】
[0010] 由图1可知，本发明的一种除法器包括第一线性放大电路1、第二线性放大电路2 和最小值电路3,其中第一线性放大电路1包括第一运算放大器和第一电阻Ri至第四电阻 尺4,第二线性放大电路2包括第二运算放大器和第五电阻咕至第八电阻Rg，最小值电路3包 括第一二极管〇1、第二二极管化和第九电阻R。;输入端分别接第四电阻R4的一端和第^；：电 阻R,的一端，且输入端对地电压作为输入电压U1。，第四电阻R4的另一端连接第一运算放大 器的同相端，第一运算放大器的反相端分别接第一电阻Ri的一端、第二电阻R2的一端和第 =电阻Rs的一端，第一电阻Ri的另一端接地，第二电阻R2的另一端接第一运算放大器的输 出端，参考段分别接第S电阻Rs的另一端、第八电阻Rs的一端和第九电阻Rg的一端，且参 考端对地电压作为参考电压U。，第八电阻Rs的另一端分别接第走电阻R,的另一端和第二运 算放大器的同相端，第二运算放大器的反相端分别接第五电阻咕的一端和第六电阻Re的一 端，第五电阻咕的另一端接地，第六电阻Re的另一端接第二运算放大器的输出端；第一二 极管Di的阴极接第一运算放大器的输出端，第二二极管的阴极接第二运算放大器的输出 端，第二二极管化的阳极分别接第一二极管D1的阳极、第九电阻Rg的另一端和输出端，且 输出端对地电压作为输出电压U。。
[0011] 参考电压U。为控制巧片参考端的电压。输入电压Ui。为宽输入电压变换器的输入 电压。输出电压U。为宽输入电压变换器的输入电压前馈信号。该除法器是由2个线性函 数实现的除法功能。可通过调节第一电阻Ri至第八电阻Rg的组值实现。
[0012] 本发明采用2个二极管和1个上拉电阻（即第九电阻）实现了 2个电压最小值的 选取，所述二极管可选肖特基二极管或常用二极管，如1N4148。第一和第二运算放大器采用 1个双运放的巧片，如LF353,LM358等。
[0013] 具体阻值选取步骤如下；首先在输入电压最大值和最小值处将对应的理论函数值 进行傅里叶级数展开，确定2个线性函数的斜率范围；然后绘制理论函数的波形图，初步估 算2个线性函数交点的范围；最后采用仿真软件求理论函数和分段线性函数误差绝对值百 分比的最小值，从而解出对应电阻的最优解。
[0014] 具体实例：若输入电压前馈信号为
[00 巧]t/。化=5.7-^^ (1)
[0016] 则经过优化后本除法器的阻值为；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] 图2给出了式（1)所得波形和本除法器所得波形，W及两者误差相对值e%。两者 误差相对值e%为
[001 引 60/。=瑞-3。...1.皆吨)<1000/。 (2) Uajb
[0019] 从图2可知，e%小于4%，因此本除法器具有很高的精度，且采用1个运算放大器 巧片，9个电阻和2个二极管即可实现，降低了成本。
【主权项】
1. 一种除法器，其特征在于该除法器由2个线性放大电路和最小值电路构成。2. 根据权利要求1所述的除法器，该除法器包括第一线性放大电路（1)、第二线性放 大电路（2)和最小值电路（3)，其中第一线性放大电路（1)包括第一运算放大器和第一电 阻（R1)至第四电阻（R4),第二线性放大电路⑵包括第二运算放大器和第五电阻（R5)至 第八电阻（R8)，最小值电路（3)包括第一二极管（D1)、第二二极管（D2)和第九电阻（R9);输 入端分别接第四电阻（R4)的一端和第七电阻（R7)的一端，且输入端对地电压作为输入电 压（Uin)，第四电阻（R4)的另一端连接第一运算放大器的同相端，第一运算放大器的反相端 分别接第一电阻（R1)的一端、第二电阻（R2)的一端和第三电阻（R3)的一端，第一电阻（Ri) 的另一端接地，第二电阻（R2)的另一端接第一运算放大器的输出端，参考段分别接第三电 阻（R3)的另一端、第八电阻（R8)的一端和第九电阻（R9)的一端，且参考端对地电压作为参 考电压（U。)，第八电阻（R8)的另一端分别接第七电阻（R7)的另一端和第二运算放大器的同 相端，第二运算放大器的反相端分别接第五电阻（R5)的一端和第六电阻（R6)的一端，第五 电阻（R5)的另一端接地，第六电阻（R6)的另一端接第二运算放大器的输出端；第一二极管 (D1)的阴极接第一运算放大器的输出端，第二二极管（D2)的阴极接第二运算放大器的输出 端，第二二极管（D2)的阳极分别接第一二极管（D1)的阳极、第九电阻（R9)的另一端和输出 端，且输出端对地电压作为输出电压（U。）。3. 根据权利要求2所述的除法器，所述参考电压（U。）为控制芯片参考端的电压。4. 根据权利要求2所述的除法器，所述输入电压（Uin)为宽输入电压变换器的输入电 压。5. 根据权利要求2所述的除法器，所述输出电压（U。）为宽输入电压变换器的输入电压 前馈信号。6. 根据权利要求2所述的除法器，该除法器是由2个线性函数实现的除法功能。7. 根据权利要求3所述的除法器，该除法器可通过调节第一电阻（R1)至第八电阻（R8) 的组值实现。
【专利摘要】本发明公布了一种除法器，由2个线性放大电路和最小值电路构成。本发明的除法器通过两个线性函数近似实现除法功能，结构简单，成本低，精度高，与专用除法器芯片的误差在4％以内。
【IPC分类】G06F7/52
【公开号】CN104965685
【申请号】CN201510458742
【发明人】姚志垒, 于学华, 陆广平, 王明辉, 顾春雷, 阚加荣
【申请人】盐城工学院
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月30日