电力电子变压器直流端口传感器位置选取方法

为了保证电力电子变压器端口故障切除快速响应,在直流端口侧会配有直流固态开关。而当电力电子变压器直流端口电压已经建立,在固态开关闭合瞬间,电力电子变压器直流端口的电容会对固态开关内电容进行充电,在考虑线路阻抗特性情况下,直流端口传统位置的电流传感器会由于线路阻抗和固态开关中电容产生振荡,严重会引发过流保护整机闭锁。文中对电力电子变压器直流端口进行建模分析,简化成RLC电路串联响应特性,对电力电子变压器直流侧的电流振荡波形展开分析,并提出了电流互感器测点优化选取原则,仿真和试验验证了所提理论的正确性。     

电子电力变压器储能系统及其最优控制

为了使电子电力变压器具备跨越瞬时电压中断的能力,提高供电可靠性,对应用于电子电力变压器的储能系统进行了研究。所提储能系统由一个超级电容储能单元和一个双向直流变换器组成,储能单元通过直流变换器和电子电力变压器相连。为了提高储能系统中直流变换器的控制性能,提出了一种基于线性二次型调节的优化控制策略。最后,所提系统在基于DSPTMS320F2812所构建的实验系统下进行了实验验证。实验结果证明了基于超级电容储能的电子电力变压器具备跨越瞬时电压中断的能力和所提优化控制策略的有效性。     

紧凑型大驱动周期干扰发生器设计

为了降低目前的集成电路电磁干扰测试实验成本及风险,提出了一种可以对低阻抗集成电路芯片电源端进行周期性扰动的干扰发生电路。该电路使用低阻抗MOS管作为输出驱动,将多个MOS管连接到不同输出电压值的电源芯片上,使用FPGA控制这些MOS管的开关,能够产生具有一定频率与幅值的周期性扰动波形。以该电路结构制成的干扰器能以板卡的形式插到测试板上,用普通充电器即可供电,相对射频信号源加功率放大器这样的大型装备,其具有体积小、功耗低、操作简单、造价低,安全方便等特点。将干扰器接入用于等效低阻抗待测芯片的负载电路进行电磁干扰实验测试。测试结果表明,干扰器可以对电容值为50 pF,电阻值为10Ω的低阻抗负载,在0~30 MHz范围内,产生约1 V的电压扰动,在30~80 MHz范围内,产生0.5~1 V的电压扰动。     

新品之窗

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一种新型预偏置负载启动电路设计

为防止单个直流变换器在启动过程中对多电源单节点上的电容进行放电而引起的节点电压不稳定和启动电压震荡,设计了一种简单可靠的直流变换器预偏置负载启动电路.该电路利用晶体管的电流控制特性来检测直流变换器和预偏置负载间的压差,控制开关管的导通和关断,来实现预偏置负载软启动,同时,可以通过合理选择电路参数来优化预偏置负载启动.具...     

三相四开关APF的SVPWM优化策略研究

针对三相四开关并联型有源电力滤波器(TFSAPF)的直流侧电容电压变化问题,通过分析不同开关模式的电路结构,总结了直流侧电容电压变化的原因,并给出了TFSAPF4个模值不全相等的有效空间电压矢量对直流侧电容电压的影响。提出了通过检测电容电压差值和电容电流方向来选择不同的等效零矢量以平衡直流侧电压的SVPWM优化策略。针对直流侧中点电位偏移问题,设计了一种基于检测电容中点电流平均值的直流侧电压偏置补偿器。相关的仿真与实验结果均证明了该SVPWM优化策略的可行性和有效性。     

基于直流侧型PET工作模式的研究

本文详细分析了基于直流侧型PET工作模式,通过研究给出了较为复杂的工作模式,分析了具有双PWM的电力电子变压器有效工作模式,可以通过通路分析,对称主电路拓朴对称情况下,工作模式成对称状分布,主拓扑电路中直流侧电容影响PET的电压输出。     

自适应限流型固态断路器的直流电源设计

为消除常规限流电抗对直流系统运行稳定性和直流断路器断流速度的不利影响,桥式限流型固态断路器实现了兼具自适应故障限流与断流的优异性能,但其桥电路中的直流偏置电源存在无过流保护和电源容量与投资成本相对较高的缺陷。针对桥式限流型固态断路器,文中设计了一种基于三相半波整流电路的直流偏置电源,提出了偏置电源参数选取和电压整定方法,有效减少了电力电子器件数量,实现了偏置电源过流保护电路,降低了偏置电源设计容量和制造成本。样机实验和仿真算例证明了所提出的自适应限流型固态断路器的偏置电源的优势。     

基于PEBB的并联有源电力滤波器在立辊轧机中应用

有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功功率的新型电力电子装置。基于电子组块PEBB(PowerElectronicBuildingBlock)的有源电力滤波器的控制系统主要由谐波检测电路和补偿电流发生电路组成,其基本原理是由谐波检测电路检测出被补偿对象的谐波电流,然后经过补偿电流发生电路采用滞环比较方法控制补偿电流的变化,最后得到期望的电源电流。该装置采用比例积分(PI)控制器使直流侧电容电压维持在要求的水平。该装置通过现场的智能仪表和系统管理软件可以对电能质量进行监视与校正,在立辊轧机上的实验运行取得了良好的效果。     

支撑电容可分离的直流变压器短路故障电流限流控制方法

直流配电系统因线路阻抗低,线路短路故障时电流上升率高,会造成电流限流困难及线路设备二次恢复运行速度慢等问题.该文针对直流配电网中目前存在问题进行分析,提出一种主动控制实现的电力电子变压器短路电流限流新方法.通过对电力电子变压器电路拓扑的改进,并辅以相应的输出电流主动控制方法,实现在发生直流短路故障时切除变压器内部的支撑...     

开关电源共模传导干扰模型的研究

该文分析了一台单相小功率回扫式开关电源的传导干扰源和共模干扰传播通道，在细致分析回扫变压器绕组和屏蔽层作用的基础上，建立了开关电源的共模传导干扰电路模型。具体说明了各干扰源的作用。根据模型，提出了串联共模变压器和并联补偿绕组的方法，以改善电源输出端共模干扰的抑制效果，并进行了验证。文中对输出采用同步整流管对共模传导干扰模型的影响也进行了分析。     

Analysis and suppression of high-frequency leakage current attributable to the parasitic capacitor of a transistor module

Recently, electromagnetic inference (EMI) and high-frequency leakage current are grave concerns for power supply authorities. Due to rapid switching of high current and high voltage, interference emission is a serious problem in many switching power circuits. However, high-frequency switching is necessary for the reduction of size and the improvement of performance of the products. Usually, EMI noise reduction is attempted using EMI filters and shielding products. But, in many cases, those trials resulted in unsatisfactory results because an analytical investigation was not performed. Recently, the analysis of high-frequency leakage current caused by the step change of common mode voltage produced by the PWM inverter was reported. But the other cause of high-frequency leakage current was not made clear. In this paper, it is clarified theoretically that the parasitic capacitors between the heat sink and the switching semiconductor devices cause high-frequency leakage current. Furthermore, this paper shows that equalization of the parasitic capacitors and increase of the impedance for grounding the heat sink at high-frequency range reduces high-frequency leakage current. Finally, those results are verified from simulation and bread board setup. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn 119(2): 60–71, 1997     

DC/DC开关电源有源共模EMI滤波器的研制

开关电源中功率半导体器件的高速开通和关断过程会产生强烈的电磁噪声.传统方法是采用无源电磁干扰(EMI)滤波器来滤除噪声.基于补偿原理的有源EMI滤波器(AEF)是一种可替代无源滤波的新方法.根据其基本原理设计了一种DC/DC电源用的有源共模EMI滤波器(ACEF).仿真和实验结果均表明,该有源滤波器对共模噪声信号有较好的抑制能力.     

高压并联电容器在线监测系统灵敏度及可靠性研究

高压并联电容器在长期运行中,由于缺陷、故障较多,而目前电网检修运行方式无法有效实现提前预判设备故障,以致易出现单台电容器故障扩大为整组故障,存在较大的设备安全运行隐患.因此提出了基于对温度值、电容值和不平衡电压进行检测的高压并联电容器在线监测方法,并对其灵敏度及可靠性进行了研究.运行结果表明该系统对提高电容器可靠性及防止发生电容器故障具有重要的实际意义.     

Integrated Filters and Their Combined Effects in Matrix Converter

A matrix converter has a topology that inherently exhibits sinusoidal input current waveforms and has small output voltage steps. This paper proposes to integrate the matrix converter with filters, which provide lower electromagnetic interference (EMI), lower common-mode current, lower shaft voltage, and sinusoidal output voltage waveforms. A salient aspect of the proposed integration is its ability to significantly reduce the value of the input EMI filter capacitors and still meet strict EMI regulations. This helps in reducing the ground leakage current, which in the past has been a serious limitation in applying EMI filters with low ground currents for human and cattle safety     

A reduced-switch dual-bridge inverter topology for the mitigationof bearing currents, EMI, and DC-link voltage variations

This paper presents a reduced-switch-count dual-bridge inverter approach for the mitigation of motor bearing currents and electromagnetic interference (EMI). The proposed inverter employs two four-switch inverters and is controlled to generate balanced excitation of dual-voltage-rating induction motors under pulsewidth modulated operation. The proposed approach eliminates the common-mode voltage and, thus, prevents the motors from premature bearing failures in addition to reducing the conducted EMI. Compared to the conventional four-switch inverters, the proposed inverter also eliminates the single-phase circulating current and voltage variations across the DC-link capacitors, which allows smaller capacitance to maintain the DC-bus voltage. Theoretical analysis as well as simulation and experimental results are presented to verify this concept     

三相快速恒流充电系统的实现

为了实现在1s内对50kV,32μF高压脉冲电容器组进行快速充电,充电系统采用了三相L-C谐振恒流充电方式。实验结果表明:这种方式能够实现高电压、大容量电容器组的快速充电。同时,给出了设计及调试过程中应该注意的问题。     

基于GaN FETs的高频半桥谐振变换器分析与设计

随着Si材料半导体器件性能逐步达到瓶颈,宽禁带半导体器件(GaN、SiC)在诸多方面展现出了很好的性能,如低导通阻抗,小输入、输出电容等,这些特性使得GaN和SiC器件能够应用在更高的开关频率条件,从而提高系统的功率密度。针对基于GaN FETs构成的高频半桥谐振变换器进行设计,分析了高频条件下寄生电感参数对系统驱动电压及漏源极电压的影响,同时分析了高频条件下系统电压电流测量所需注意的事项及影响因素,为高频条件下GaN FETs的应用提供一定的帮助。     

脉冲等离子体推力器电磁辐射干扰诊断

脉冲等离子体推力器(PPT)是一种PPT以脉冲方式工作的适用于微小卫星姿轨控系统的空间电磁推进系统,为了研究其在工作过程中因瞬间高压放电而产生的严重电磁干扰(EMI),论述了PPT的EMI产生机理,分析了PPT电磁辐射干扰感应电压频谱;通过一种简易短单极杆状天线和霍尔探针对PPT电磁辐射干扰进行了诊断,分别测量了PPT点火电路和主放电电路EMI信号电磁场分布,研究PPT电磁辐射干扰的分布规律;并结合地面试验的实际,提出了相应的的电磁兼容方案。研究表明:PPT辐射EMI是一种低频非周期性电磁脉冲,在其作用范围内,如不采取措施,会对周边电子设备造成损害。     

Research on applications of TVS and thyristor in a pulsed power supply system used for EMG

A compact pulsed power supply (PPS) system is important for the electromagnetic gun (EMG) system, which should supply high energy and large current. The paper presents the setup of compact PPS system based on high energy density capacitors. The PPS system includes ten 50 kJ modules, which can be triggered in sequence. Each module is composed of a capacitor (1000 μF/10 kV), a pulse shaping inductor (20 μH), a crowbar diodes with a crowbar resistor(30mΩ), as well as a main switch which can be a triggered vacuum switch?TVS? or thyristors. The peak value of the output current of each module is 70 kA. Characteristics of the TVS and thyristors are comparatively studied to determine their influence on the output current and energy. The requirements for the diode-stacks of the crowbar are fast-recovery, high voltage withstanding. A proper protection measure is used in order to protect the crowbar diodes from the damage of over-voltage when switch is fired. In the end, the overall discharge currents of the PPS triggered in sequence are presented.