基于相角控制法的电流互感器取电电源设计

根据电流互感器的工作原理,建立了电流互感器取电线圈的负载工作模型。理论推导并实验验证了取电线圈输出功率与磁化电流及功率输出导通角口的关系,在此基础上提’出基于相角控制法的电流互感器取电电源设计方法。在可输出功率充足时通过在每个周期内使取电线圈输出功率等于负载消耗的功率,从而使电流互感器取电电源在较大导线电流范围内稳定工...     

基于PWM自适应稳压电流互感器的取能电源设计方法

针对输电线路电流大范围波动导致在线取能装置能量溢出的问题,在常规PWM稳压控制基础上设计了一种当母线电流变化时自适应稳定输出取能负载电压的在线取能装置。在分析电流互感器取能原理的基础上建立取能负载模型,推导出负载两端电压与输电线路母线电流之间的关系。通过在负载前引入开关管和滤波电路,在不考虑开光发热和死区时间的基础上由PWM脉冲信号控制导通与关断,解决电流过大时能量的溢出问题。给出了稳压电路的实现形式,建立了整个装置的等效模型。通过构建Matlab/Simulink仿真实验平台,证明了该方法能够在母线电流变换的条件下达到自适应调节取能负载两端电压的效果,有效地改善取能装置在宽范围输入电流下的发热状况。     

基于功率控制法的电流互感器取电电源设计

根据电流互感器的工作原理,建立了电流互感器取电线圈的负载工作模型,理论论证了取电线圈在未饱和时的输出功率与副边匝数、负载电流、磁化电流等的对应关系,并通过实验验证了理论推导的正确性,在此基础上提出基于功率控制法的电流互感器取电电源的设计方法,通过控制法拉电容充电电流,把取电线圈的输出功率限定在一个较小的范围,从而使电流互感器取电电源可以适应较大的导线电流范围.最终测试结果表明电流互感器取电电源在30 A～1 000 A的电流范围内可稳定输出近1 W的功率.     

基于定频PWM稳压的电流互感器取能电源设计方法

针对输电线路电流大范围波动导致在线取能装置能量溢出问题,利用脉冲宽度调制技术能够有效地对取能装置进行稳压。计及常规高频PWM信号所引起晶体管的死区问题,在常规PWM稳压的基础上提出了一种能够自适应稳压同时在电流巨大时不需要高频PWM波的取能装置。首先在分析电流互感器取能原理的基础上建立取能负载模型,推导出负载电压与电流互感器母线电流的关系,通过引入开关电路,由固定频率PWM脉冲信号控制晶体管的导通与关断,从而解决电流过大时能量溢出问题;同时构建仿真实验平台,仿真验证该方法能够在母线电流变换的条件下达到自动调节取能负载电压的效果,证明了所提方法的可行性。     

电流互感器取电的最大功率点跟踪控制算法的研究

本文根据电流互感器的工作原理,建立和分析了电流互感器的感应电源的等效电路模型。论证了电流互感器的输出功率与输出电压、磁化电流及副边负载等的关系。推导出电流互感器的功率传输特性方程。在此基础上提出了基于Boost调节电路的最大功率点(MPPT)算法,实现对电流互感取电系统最大功率点跟踪。并基于Matlab/Simulink仿真软件平面对控制算法进行了仿真,最终测试表明电流互感器取电电源在70~500A的电流范围内能实现功率的最大输出。     

高压取能电流互感器性能分析与优化

针对常规取能电源取能范围较小、一次大电流工作不稳定等问题,提出磁芯参数优化设计方法和多匝数与并联电阻相结合的饱和抑制方法。首先建立开隙电流互感器CT(current transformer)的取能等效模型,推导输出电压和输出功率的表达式。然后根据表达式对磁芯各项参数进行优化设计,分析匝数和负载变化对CT取能性能的影响。通过改变匝数与负载,使得磁芯在大电流取能时CT输出功率偏离最大功率点,从而防止磁芯饱和。利用Saber软件对以上分析及方法进行了仿真验证,结果表明,在一次电流为5 A时,取能线圈可提供78 mW的功率,磁芯在一次电流小于3 000 A范围内不发生饱和现象。     

一种改进的输电线缆取电电源的研究

本文针对基于开口式磁芯的常规电流互感器取能电源输出功率小、传递效率低的特点,在分析在线取能电源等效电路模型的基础上,为了让在线取能电源在给定负载情况下能够实现大功率、高效率输出,提出了在电流互感器副边并联匹配电容实现并联谐振大幅度增加线路阻抗从而抑制线路电流,通过分流将输电线路的负荷电流导入负载实现功率输出。通过建立电流互感器电路模型,给出了整流电路的控制方法,并且进行了数学推导。最后,通过simulink仿真与实验验证,结果显示改进的取电电源取得的能量比常规电流互感器取能在相同条件下能够获取更多电能。     

悬浮电源功率与唤醒电流及绕组的关系

采用小型电流互感器对电子式电流互感器高压侧的电子电路进行供能是常采用的手段,为了既降低母线的唤醒电流,又能保证高压侧电路获得足够的能量,对电流互感器的最大输出功率、二次绕组匝数以及与母线电流的关系进行了理论分析和研究,并提出了基于极限范围的Simulink扫描法确定最佳的二次绕组匝数,实验结果表明该方法能够较快地估计最佳匝数使得取能电流互感器的输出功率最大.     

基于五级电荷泵能量收集的电流互感器取能电源

针对现有电流互感器取能电源存在供电死区的现象,提出了一种可适应较小电流电力母线的电流互感器取能电源供电方案。在分析电源取能原理的基础上,建立了电流互感器取能电源的电路模型,并推导了电源取得最大功率的条件。选择高饱和磁感应强度的硅钢材料作为铁芯,设计了五级电荷泵电路、能量收集电路以及电源管理电路。基于所提出的方案研制了样机,以无线测温模块作为负载,对样机整体进行了测试。实验结果表明,当电流在1~1 000A范围内时,电源工作于非饱和低热耗状态。     

高压输电线路CT取能电源性能分析与优化

为解决常规电流互感器(CT)电源取能范围小与电压不稳定等问题,提出一种磁芯并行工作结合超级电容器的CT取能电源设计方案。建立CT取能电源等效模型,分析电源输出电压与功率数学模型,并根据数学模型分析磁芯材料对取能范围的影响;同时为电源增设超级电容储能系统,分析电容电压与取能效率之间的关系,并选择合适的电容电压提高电源取能效率。仿真结果表明,提出的CT取能电源能在3～1000 A稳定供电,有效防止CT饱和,保证电源稳定可靠工作。     

Power Flow Control of a Power Conversion Circuit for Contactless Power Transformer Systems with Coil Misalignment

The coupling coefficient between the coils of a noncontact power supply system is reduced by coil misalignment. This reduces the output voltage and the active power in the coils. To cope with these problems, an instantaneous current control method is applied to a single‐phase contactless power transformer system in order to apply the equivalent impedance of the PWM rectifier at the load side of the transformer. We propose a control method to supply power constantly to the load even when there is a misalignment in the receiving coils. The limit of the transferred power associated with the proposed control method is investigated. The proposed system, including the control method, is verified by experimental tests over a power range of several tens of watts.     

一种适应母线电流动态范围宽的光电式电流互感器供电电源

针对现有采用电流互感器(CT)供电的光电式电流互感器(OECT)的供电电源,受本身热耗始终随母线电流增大而增大的限制,适应母线电流动态范围较窄的问题,提出了一种基于CT次级电流大小来控制CT变比,以降低电源热耗的方法。电源变换与稳压单元,采用固态继电器分流CT次级电流,由迟滞比较器输出的占空比随CT次级电流变化的脉冲控制固态继电器,实现电源输出电压稳定;CT变比控制单元,采用传感线圈检测CT次级电流,并通过另一迟滞比较器控制继电器,实现CT变比切换,使CT次级电流始终保持在预先设定的范围内。研制的供电电源,适应母线电流的动态范围为现有的20倍以上。     

开关电源模块并联供电系统设计

以单片机为控制器,采用两路DC/DC变换器(单端反激电路)并联和输出电压以及输出电流双反馈控制模拟并联供电系统。分析了并联供电系统的工作原理以及数字均流控制原理,并给出了反激变压器的设计和控制程序流程图。试验结果证明,该控制方案是有效可行的。     

电子式电流互感器高压侧取能装置的设计

有源型电子电流互感器高压侧工作电源的取能方式是影响互感器可靠性和精度的关键环节。文章针对有源型数模转换式电子电流互感器,给出其高压侧取能装置的设计方案,利用电磁线圈从母线上摄取能量,接收的一次侧传变电流经整流、滤波、稳压等处理后向互感器高压侧供电。该设计方案选用非晶材料制作取能线圈铁心,采取双铁心并行工作方式,并通过稳压管泄放二次侧电流,保证取能装置能够在适应母线一次电流较大变化范围的基础上长时间稳定工作,同时采用固态继电器解决了大功率稳压管工作中产生大量热能的问题。该方案实现简单,造价低廉,经试验证明是可行的。     

Analysis and design of a half‐bridge LLC series resonant converter employing two transformers

This paper presents a two‐transformer LLC series resonant converter (SRC), which is derived from incorporating two identical converters. The proposed converter allows a low‐profile power supply design for liquid crystal display (LCD) TVs and servers. The presented converter can equally share the total load current between two transformers and the output rectifier modules. Therefore, the heat problem can be effectively relieved. The steady‐state analysis and design of this new two‐transformer LLC SRC are described. The experimental results are recorded for a prototype converter with an output voltage of 12thinspaceV, an output power of 300 W, and a resonant frequency of 74 kHz. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于Rogowski线圈的中高压系统母线电流的测量

设计了从中高压系统母线获取电能作为高压侧线路供电的电源,给出了利用Rogowski线圈准确测量母线电流的方法。测试结果表明,高压侧电源在母线电流变化的大范围内都能输出符合要求的电能,采用Rogowski线圈来测量母线电流有效克服了传统电流互感器频带窄且量程小的缺点,在很宽的范围内都呈现良好的线性,测量精度较高。且在高低压侧的无线数据通信中通过引入跳频等抗干扰措施提高了系统的稳定性和可靠性。     

一种100WLED路灯驱动电源设计

设计了一种恒流型100 W LED路灯驱动电源。该电源采用反激拓扑,输入220 V/50 Hz的交流电,能够实现稳定的恒流输出,开路状态下具有限压保护功能。与传统的LED驱动电源相比,该电源兼顾了高效率和功率因数,同时简化了电路结构,降低了成本。在此对该驱动电源的电路进行简要介绍,分析了恒流原理,同时阐述了变压器的设计方法,最后搭建的样机满载效率达到87.5%,功率因数达到0.9以上,带灯后恒流输出在3 A,电流纹波小于50 mA。