[发明专利]一种基于无源滤波和桥式整流的忆阻器等效实现电路

说明书

本发明公开了一种基于无源滤波和桥式整流的忆阻器等效实现电路，由第一级模块和第二级模块组成，所述第一级模块为由无源滤波电路构成的二端口网络，所述第二级模块为由桥式整流电路及其负载构成的单端口网络，所述第一级模块和第二级模块级联连接，该两个模块级联之后等效为一个单端口网络，其端口阻抗特性即可等效为一个忆阻器，同时该单端口网络的两个输入端子即为第一级模块的两个输入端子，分别与电压源的正端和负端相连。本发明仅仅使用了电感、电阻和二极管等元器件，电路结构简单，易于实现，所用电路元件少，成本低。本发明相比传统型，能够适用各种功率环境，包括大功率应用电路环境。

技术领域

本发明涉及电力电子的技术领域，尤其是指一种基于无源滤波和桥式整流的忆阻器等效实现电路。

背景技术

忆阻器是由华裔科学家蔡少棠提出的一种具有记忆特性的基本元件，分为磁控忆阻器和荷控忆阻器，其中磁控忆阻器的定义式为：

i＝g(x,v)v (1)

式中，v为输入电压，i为输入电流，x表示状态变量，g表示电压和电流的函数关系，f为状态变量和电压的函数关系。

它基本特性为，当输入正弦波信号时，忆阻器的伏安特性曲线为一个“斜八字”。

忆阻器的理论模型被提出至今,暂时还没有找到对应的实物。2008年HP公司利用TiO2和TiO2-x薄膜制造了忆阻器实物模型，但是该实物为纳米级别，极大地限制了其在实际电路中的应用。

通过忆阻器的等效实现电路，可以方便科研人员在实验室环境下观察忆阻器的电学特性，并为其应用电路提供可用的实物模型。但是现在所提出的忆阻器等效电路模型大多采用运算放大器等信号器件搭建而成，这样的电路存在结构复杂，耐压能力较低等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种基于无源滤波和桥式整流的忆阻器等效实现电路，该电路结构简单，所用器件少，为忆阻器的应用研究提供了可实现的等效电路，也为忆阻器的内部机理研究提供了全新的视角。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种基于无源滤波和桥式整流的忆阻器等效实现电路，由第一级模块和第二级模块组成，所述第一级模块为由无源滤波电路构成的二端口网络，所述第二级模块为由桥式整流电路及其负载构成的单端口网络，所述第一级模块和第二级模块级联连接，该两个模块级联之后等效为一个单端口网络，其端口阻抗特性即可等效为一个忆阻器；其中，所述无源滤波电路由电阻和电感构成，所述电阻的一端与电感的一端相连作为第一级模块的一个输入端子，所示电感的另一端作为第一级模块的一个输出端子，所述电阻的另一端作为第一级模块的的另一输入端子，同时也作为第一级模块的的另一输出端子；所述桥式整流电路为由四个二极管构成的单相桥式整流电路，该四个二极管分别为第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管，所述第一二极管的正端与第二二级管的负端相连作为第二级模块的一个输入端子，所述第一二极管的负端和第三二极管的负端与负载的一端相连，所述第二二极管的正端和第四二极管的正端与负载的另一端相连，所述第三二级管的正端与第四二极管的负端相连作为第二级模块的另一个输入端子；所述第一级模块与第二级模块级联相连，即第一级模块的两个输出端子分别与第二级模块的两个输入端子相连，该两个模块级联之后等效为一个单端口网络，该单端口网络的两个输入端子即为第一级模块的两个输入端子，分别与电压源的正端和负端相连。

所述负载为纯电阻性负载或电容和电阻并联连接的容性负载。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本发明利用二极管的转移特性和电感的滤波特性，使其符合忆阻器的特性。

2、本发明仅仅使用了电感、电阻和二极管等元器件，电路结构简单，易于实现，所用电路元件少，成本低。