轨道交通车载信号系统电源质量提升对策研究

针对目前轨道交通车载信号系统电源测试设备二线维护设备(SLMD)不能有效检测电源故障的问题,基于现场测试结果分析出车辆的DC 110 V输入是影响轨道交通车载电源质量的主要因素,并依据此结论搭建一种实验室环境的轨道交通车载信号系统电源质量测试平台.在实验室环境下,通过可编程电源控制器来模拟各种真实情况下电源给车载电源板供电,通过示波器查看外部电源以及经过电源板DC/DC转换后的电源的工作状态,分析电源设备各种故障的可能性干扰源.通过多次测试发现该平台能够有效地检测出电源的各种故障及故障原因,可用于实际电源质量的测试.     

基于LMS AMESim的车用燃料电池-锂离子动力电池混合动力系统能量管理仿真

基于20 k W燃料电池电堆及燃料电池测试系统,获得燃料电池极化曲线及氢气消耗量曲线;基于锂离子动力电池充放电系统,获得锂离子动力电池输出电压曲线。将试验所得数据导入到LMS AMESim软件中,分别构建燃料电池及锂离子动力电池模块,同时,构建仿真平台其他所需模块并搭建DC/DC变换器模型,建立燃料电池-锂离子动力电池混合的动力系统仿真平台。依据不同动力源的各自特点,引入能量控制策略,对该混合动力系统进行模拟仿真。在所选定新欧洲驾驶循环(new European driving cycle,NEDC)工况下仿真结果表明,该混合动力系统可以满足车辆在所选定工况下的动力需求。DC/DC变换器可提升并稳定燃料电池输出电压跟随母线电压,并通过对电流的分配进行功率在不同动力源之间的分配;燃料电池输出功率在合理范围之内,并取消燃料电池在低功率下的工况,从而保护燃料电池,延长其使用寿命;锂离子动力电池荷电状态(state of charge,SOC)始终保持在合理范围内,未出现过充或过放情况。研究结果可为搭建混合动力试验平台及整车搭载匹配提供理论依据及参考。     

基于AD型单片机的中功率升压开关稳压电源设计

基于PWM技术和AD型单片机设计了中功率升压开关稳压电源设计。电源主要单片机控制模块、DC-DC转换模块和显示键盘模块组成。单片机对DC—DC转换模块进行电压、电流采样,并通过PWM调制信号对开关稳压电源实现闭环控制,同时具有过流检测、保护和报警的功能。     

基于ADVISOR的纯电动汽车复合电源建模与仿真

在分析复合电源结构的基础上,建立复合电源DC/DC仿真子模块,制定基于功率需求分配的模糊控制策略,建立模糊控制复合电源仿真模型,并在汽车仿真软件ADVISOR平台上对其进行二次开发,搭建模糊控制复合电源系统的纯电动汽车仿真模型。以UDDS工况为例进行仿真分析,结果表明,该模糊控制复合电源系统能合理分配蓄电池和超级电容的功率输出,超级电容能在汽车加速时提供瞬时峰值功率,延长了蓄电池的使用寿命,提高了车载电源的整体性能。     

一种采用三级架构的电动汽车直流风机电源

电动汽车和混合动力汽车代表了未来汽车发展的方向,具有节能降耗、绿色环保的优点。作为车载电气重要设备,车载DC/DC电源应当具有高效率、高功率密度的特点,以适应电动汽车空间有限,要求高转换效率的目标。通过采用Boost+LLC+双路Buck斩波作为主电路拓扑,设计了一种双路输出的车载DC/DC电源,为车载空调系统的直流风机系统供电。Boost电路将宽输入电压调整为一个较为稳定的电压,使得LLC电路基本工作在谐振点上,从而实现最高效率。双路Buck斩波部分设计了一种双路Buck斩波IPM模块,提高了产品功率密度。此外模块化设计便于形成不同系列的产品。经测试验证,该电源的各级工作稳定,双路输出相互独立、互不干扰,整机效率较高,达到了整体设计目标。     

飞机变频电力系统PWM整流器输出阻抗研究

PWM整流器是飞机变频电力系统中重要的功率变换设备,研究其输出阻抗特性与飞机变频电力系统直流环稳定性的关系具有重要意义。针对三相升压型PWM整流器,建立开环/闭环输出阻抗表达式,通过理论计算分析和仿真测试,研究了影响PWM整流器输出阻抗的参数,如供电电源频率、负载、输入电感、输出电容和控制带宽,由此得出改善整流器输出特性的方法。仿真结果表明,在控制带宽内,整流器输出阻抗主要决定于控制参数,在控制带宽外,输出阻抗主要决定于直流侧电容等无源器件,而供电电源频率和输入端电感对输出阻抗影响很小。根据阻抗特性的方法设计整流器的控制系统,有效优化整流器的性能和分析整流器带DC/DC变换器或电动机控制器等级联系统直流环的稳定性。     

一种新型单相高功率因数的蓄电池充放电装置的研究

设计了一种新型单相高功率因数的蓄电池充放电装置,该装置包括单相PWM整流器和双向DC/DC变换器两部分.单相PWM整流器采用基于dq坐标系的简化控制,并结合单相锁相环使充放电装置实现了网侧电流正弦化和单位功率因数充放电.双向DC/DC变换器不仅能实现装置中能量的双向流动,而且能对蓄电池进行恒流、恒压充电,恒流放电.实验结果验证了该装置的有效性.     

一种基于STM32F103的高隔离度可调直流稳压电源设计

选择三重绝缘线绕制DC/DC逆变桥升压隔离型变压器,原副边间再增加2层聚酰亚胺夹1层NOMAX绝缘纸可实现电源的高隔离。由板级嵌入式控制电路对DC/DC逆变桥和Buck调压电路进行控制,实现输出电压的调压和稳压控制,各级联模块作为从节点通过RS485接口和Mod Bus协议构成主从式现场总线网络,在主嵌入式模块的管理下协调工作。经测试电源可满足绝缘脉冲电应力加速老化试验的要求。     

一种大功率低纹波车载设备集中供电系统的设计

针对汽车用电设备对供电电源的高要求,设计了一种24V转5V低纹波大功率供电系统。该系统采用集中式供电,可直接供多个车载设备同时工作。提出了以LM5005芯片为核心的降压电路设计方法,分析了各主要器件的特性,推导了部分器件的计算方法,针对功率、纹波、抗干扰等关键指标对主要电路参数进行了设计分析,并进行了多组测试。测试结果表明,该电源系统可提供平均15 W的负载功率,并且纹波控制在100mV以下,能够满足目前大部分车载设备的供电要求,且运行稳定,噪声较低,具有较好的可维护性。该电源系统解决了传统车载设备供电方式中存在的独立降压模块多、输出电源纹波较大、电源转换效率不高、多干扰源未分类处理等问题。     

基于单片机的开关电源模块并联供电系统

本系统主要由DC/DC变换模块、PWM脉宽调制信号产生模块、单片机控制和显示模块、信号采样模块和过流保护等模块组成。系统采用闭环控制,通过单片机编程设定模块的输出电流,采用均流技术实现了DC/DC两个模块输出按比例设置电流值的功能,输出电流纹波小,输出电流大于4.5A时自动保护。     

双管反激辅助电源设计

针对三相交流输入的电动汽车充电机、变频器、光伏逆变器等变换器辅助电源的问题,设计了一种基于双管反激结构的辅助电源,采用UC2844A电流型PWM控制芯片,实现了四路电压的隔离输出,5伏输出时通过LDO芯片进一步稳压。测试结果表明:该辅助电源可以输出80 W额定设计功率,效率高达84%,且纹波小;在100~800 V宽范围电压的直流输入下,能实现四路电压的稳定输出。可见,该电源是一种结构可靠、成本较低、应用广泛的高性能辅助电源。     

直流微网供电系统控制技术研究

根据风能发电与太阳能发电的相辅特性以及蓄电池的储能特性,构建了一套多电源供电的直流微网系统发电模型.通过对此系统的能量流动及运行特性的分析,提出了此系统的能量管理方案.分别绘制出了直流微网各组成部分的模块方框图以及仿真模型.针对逆变器的拓扑结构得出了其控制的数学模型,采用基于SVPWM的电压电流双闭环控制实现了微网在并网和离网两种运行模式下的稳定运行和自动平滑切换.最后通过仿真测试验证了分布式电源、蓄电池、负载以及电网在不同的工况下此能源控制方案的可行性,实现了此供电系统的稳定运行.     

地铁屏蔽门控制系统供电模块及自主均流

地铁屏蔽门作为城市轨道交通系统中的重要组成部分,保障其控制系统的供电是屏蔽门安全可靠运行的基本前提。根据地铁屏蔽门控制系统供电直流UPS电源模组的要求,该文首先设计基于LLC半桥谐振拓扑的DC/DC供电模块单元,能够在全负载范围内实现软开关,同时满足高转换效率及动态响应的综合指标;其次提出分段式非线性下垂控制策略,用于实现供电模组单元的自适应及自主均流,以改善均流效果与负载电压调整率之间的折中设计。给出了LLC DC/DC供电模块单元及其自主均流设计方案,制作了两台额定功率为600 W的模块电源样机,通过实验测试验证了供电模块单元及其自主均流的可行性。     

开关电源并联均流系统设计

针对开关电源并联均流系统的不稳定性,本文基于单片机的自动选主均流模式,设计了一种开关电源并联均流系统,并对该系统进行了试验验证,试验结果表明,当主模块正常工作时,单片机PWM按照支路电流进行调节达到均流目的;当主模块故障时,单片机PWM按照输出压进行调节,取代主模块。该系统与传统的主从模块设置法相比,除了具有输出电压稳定性高、均流精度高的特性外,还提高了系统的可靠性。     

纳米硅胶体蓄电池在变电站直流电源系统中的应用

传统的铅酸蓄电池循环寿命较短、维护复杂、回收困难,限制了其在变电站直流电源系统中的应用。而纳米硅胶体蓄电池是一种新型的经过技术改进的铅酸蓄电池,在一定程度上解决了上述问题。通过介绍纳米硅胶体蓄电池的材料特点、结构特点及与其他类型的蓄电池的特性比较,可知纳米硅胶体蓄电池在大电流充放电、运行温度、维护成本、环境污染成本等方面有优势,较符合对变电站直流电源系统的环保要求和苛刻环境下保障设备供电可靠性的要求。     

75V／50A直流稳压开关电源设计

介绍了一种采用新型移相控制零电压开关PWM全桥变换器的拓扑结构,研制成75V／50A的直流稳压型开关电源。给出了主电路参数的设计方法。这种开关电源与传统开关电源相比,效率高、体积小、重量轻。可靠性好。     

直流电动机数字PWM调速系统设计

采用单片机构成的直流电动机数字ＰＷＭ调速系统,其控制核心主要的单片机、转速电流输入通道、键盘显示模块、数字ＰＩ调节器、数字ＰＷＭ波形发生器等组成,可采集实时转速值和电流值,由软件编程实现转速电流数字ＰＩ调节器的运算,并产生数字ＰＷＭ波形输出。系统采用双Ｈ桥ＰＷＭ驱动器芯片Ｌ２９８作为直流电动机的供电主回路,Ｌ２９８的基极驱动由４片ＵＡＡ４００２集成电路实现。系统通过对电流和转速两个参数的实时采集和处理,实现了直流电动机的实时数字ＰＷＭ控制,在运行中获得了良好的动静态性能。由于系统性价比高,结构简单,具有实用价值和推广意义。     

小功率直流电源的分析与设计

随着电子技术的发展,电容降压式的小功率直流电源在实际生产和生活中得到了广泛的应用。在对电容降压式电源电路进行详细分析的基础上,通过仿真结果与实际测试的对比,提出了电路参数的计算公式。将此结果应用于小功率电容降压式直流电源的设计中,为此类电源设计提供了理论依据和指导。