一种廉价的实现多机通讯的通讯变换器

介绍了一种以信号分离器和数据选择器构成通讯烃换器的方法，用该通讯变换器所构成的单片机主从分布式多机系统具有网络结构，可很方便地实现各机之间的半双工通讯。     

具有延时补偿的占空比预测数字控制算法

针对开关变换器数字控制中的延时问题,提出了一种基于线性外推的占空比预测控制算法及其改进的控制算法,该控制算法可利用本次和上一次计算的占空比预测出下一个或下几个周期的占空比,既能补偿数字控制中固有的计算延时,也能补偿由零阶保持器产生的延时。和传统数字控制相比,采用占空比预测控制算法可明显提高控制环路的带宽,有效改善了系统的动态性能。占空比预测控制算法实现简单,不依赖系统模型,不需对系统重新进行设计,简单有效地补偿了开关变换器数字控制系统中的延时问题。实例分析和实验结果证明了所提方法的正确性。     

微电网变换器可编程虚拟无源网络原理及分析

电力电子变换器是微电网系统的重要组成部分。为实现微电网变换器稳定高效运行,提出可编程虚拟无源网络(PVPN)概念,通过控制方式实现虚拟电阻/电感/电容构成的阻抗网络,根据变换器运行需要实现虚拟阻抗网络结构在线实时编程,提高了微电网变换器的系统性能。理论分析和仿真结果验证了该概念的可行性。     

基于DSP控制的数字式双向DC／DC变换器的实现

总结了电力电子领域数字控制的发展历程，并对其现状和前景作了分析。基于对全桥隔离型的双向DC／DC变换器工作原理的分析，从简化硬件电路的角度出发，设计了数字控制的双向DC／DC变换器。试验控制功能全部由软件实现，电压可调性和稳压输出都得到满足。同时也由软件实现电路的双向运行，对蓄电池可以进行恒流充电。     

电力电子变换器潜在电路自动识别法

研究与开发电力电子变换器潜在电路自动识别的计算机辅助分析法,可提高所设计的电力电子变换器的安全运行可靠性。建立电路器件和拓扑的通用信息库,并根据电力电子器件的特点提出其电流特性模型,基于器件的电流特性模型和搜索算法自动查找变换器中所有的电流路径,在此基础上,设计出"器件类"和"功能类"线索表,以自动识别变换器中所有的潜在电路。基于该方法开发的计算机辅助分析系统应用表明,它具有操作简单、自动化程度高、通用性强、准确性高等优点,可适用于复杂电力电子变换器的潜在电路分析。     

高压IGBT串联均压控制电路阈值电压设计方法

绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件具有耐压高、开关速度快、易驱动等优点,在电力电子变换器中应用广泛。然而目前单个IGBT器件的电压等级与容量不能满足大容量变换器的需求。应用高压IGBT串联技术是提升电力电子变换器电压等级与容量的一种有效方法。高压IGBT串联技术的关键问题是保证瞬态过程中的电压均衡。门极均压控制电路可以有效抑制串联IGBT的瞬态电压不均衡。该文介绍了一种门极均压控制电路的工作原理,综合考虑开关瞬态过程中换流回路杂散参数与续流二极管正向恢复特性的影响,提出了该电路的关键参数阈值电压的设计方法,可应用于多电平、多管串联的电力电子变换器系统中,并通过实验对该设计方法的实用性进行了验证。     

一种实用的大容量电力电子系统高速光纤环网拓扑及其协议

基于串行光纤通信技术的分布式控制是大容量电力电子变流系统的一个发展方向。该文针对现有电力电子变流系统分布式控制方案存在的一些缺陷,提出一种软件控制可切换数据通道的高速光纤环形网络拓扑结构,并制定了简单可行的通信协议,简化了通信控制的软件编程和测试难度,提高了同步精度,同时也较大程度地减小了整个高速光纤环形控制网络的传输延时,扩展了基于高速光纤环网通信拓扑的分布式控制方案在复杂高性能电力电子变流系统中的应用范围。最后,该文给出了相应的数据传输、数据源切换以及反馈数据上传等方面的实验结果,验证了该种网络拓扑及协议的正确性、有效性和可行性。     

基于DSC控制的数字功率因数校正模块应用

数字控制技术和电力电子应用之间结合逐渐紧密,功率因数校正(PFC)是电力电子技术的一个重要应用,本文利用Freescale公司新数字信号控制器(DSC)MC56F8323,完成了基于DSC的功率因数校正模块应用研究.本文提供了PFC变换器的完整数字控制解决方案,包括改进的数字PFC算法设计、适用于数字控制特点的变换器模型分析和控制参数推导、基于DSC的PFC变换器的系统软件设计、以及PWM控制信号产生策略等,最后用一台500W实验样机验证了数字控制的优良系统性能.     

基于PCIe高速通讯的换流器触发控制方法

某些处理器芯片异步总线访问延时较大,无法满足高压直流(HVDC)输电换流器触发控制对触发精度的要求。为解决该问题,更改采用传输速率高、延时短的PCIe高速通讯方式。此处首先简单介绍了异步总线和PCIe高速通讯的区别;第二,详细介绍了此处提出的基于PCIe的现场可编程门阵列(FPGA)与处理器之间高性能数据双向串行通讯的解决方案;第三,基于该解决方案,介绍了HVDC换流器触发控制的逻辑实现;最后,基于某HVDC工程的实时数字仿真(RTDS)系统,对所提的触发控制方法进行验证测试。测试结果表明,所提控制方法能很好地实现HVDC换流器触发控制功能,触发脉冲的不平衡度和准确度能满足工程设计要求。     

环路延时对数字峰值电压控制开关变换器瞬态性能的影响

研究数字控制环路延时对开关变换器瞬态性能的影响,提出克服环路延时影响的简单实用算法。在数字峰值电压算法的基础上,对开关变换器数字控制算法中延时的存在进行分析,提出克服延时的策略,并得到改进型数字峰值电压控制算法。在此基础上,对单次采样的局限性进行分析,并提出将多采样算法用于典型降压(Buck)变换器中,用于进一步减小环路延时。利用仿真和实验对所提出的不同算法进行验证,并对瞬态性能进行分析。结果比较说明采用克服延时算法能减小延时,从而提高瞬态响应,多采样算法则是在此基础上的进一步改进。     

一种适用于独立运行风电系统的变流器

小型独立风力发电系统可以有效解决偏远地区的供电问题.研制了一种适用于小型风电系统的变流器,使用三相半控桥作为输入侧整流电路,使变换器可以适应较宽的风速范围,高风速时能够有效限制流入变流器的功率,可以省掉常规使用的卸荷电路.由单片机构成的数字触发电路对晶闸管进行控制,由基于EPROM的数字SPWM调制器实现全桥逆变器的二重移相PWM控制.试验结果表明所选用的电路结构和控制策略实现简单、可靠性高,具有较宽的输入电压范围,能够输出良好的正弦电压波形.     

适用于电力电子系统分布式控制的自动转发式环网通信策略

高速环网通信技术是电力电子系统实现模块化与标准化的重要手段之一,传统的转发式环网通信策略消耗时间较长,切换式环网虽然消耗时间缩短,但会在串行序列中引入乱码。针对这一问题,提出一种实现电力电子系统分布式控制的自动转发式环网通信策略,该通信策略省略了繁琐的指令转发过程,大幅度缩短了完成一次采样过程所消耗的时间,提高了环网通信的性能。分析了传统转发式环网通信策略与自动转发式环网通信策略的时间模型,并对两种环网通信策略完成单次采样过程的通信时间进行了定量计算。实验结果验证了所提通信策略的有效性和可靠性。     

5kW全数字控制单级隔离型功率因数校正变换器的研究

针对工业界某些场合对高功率等级、严格的谐波标准和隔离等要求，提出一种新的结合主电路和全数字控制技术的解决方案。文章采用单级隔离型全桥拓扑结合BOOST型PFC的输入电感和RCD溃能式箝位作为主电路，融合全数字控制，对中大功率单级隔离PFC进行研究。文中分析了主电路工作原理，建立了小信号动态模型，并给出数字控制设计方法。变压器的加入，不仅提供隔离功能且大大拓展了此类PFC变换器的应用场合。文中采用的数字控制方案具有良好的动态响应特性和稳态调节特性，并成功解决了模拟控制引入的变压器偏磁现象。基于该文所提出的拓扑以及控制方案，制作了5kW输出功率且PFC工作频率为55kHz的样机，验证了该变换器的优良性能，满载功率因数达到0.994，效率超过92%。     

用于激光供能电流互感器的低功耗光电传输系统

设计了用于激光供能电流互感器的低功耗光电传输系统,系统包括上行光纤和下行光纤.上行光纤在完成向包含传感器及相关电路的一次转换器供能的同时,还可以传输控制信号.在不影响光供能稳定性的情况下,在短暂的供能中断中完成数据通信.在一次转换器中,控制信号通过在能量变换电路中增加一个比较器电路提取出来.改进的一次转换器光发射驱动电路只需要消耗数毫瓦的平均功率就可以稳定地工作,一次转换器总的功耗可控制在40 mW以内.实验结果表明,上行光纤和下行光纤中通信波特率可以分别达到200kbit/s和2 Mbit/s,完全满足电流互感器通信需要.     

基于COFDM技术的高速数字载波通信的实现

如何提升高压电力线载波通信的传输速率，成为困扰电力线载波通信技术发展的难题。文章提出了一套基于COFDM(编码正交频分复用)的高速数字载波方案，可将先进的OFDM(正交频分复用)调制技术与性能优越的前向纠错(FEC)编码技术有机地结合起来，大大提高了频带受限的载波通信的速率和传输可靠性。同时在介绍OFDM及编码技术原理的基础上，提出了16位定点的DSP—TMS320VC5410的模块化设计，讨论了基于COFDM的高速数字载波通信传输模块的软硬件实现。     

分布式电力电子高速环网时钟同步技术研究

对于大容量的电力电子装置,采用分布式的模块化控制方案已是一种趋势。由于分布式电力电子装置的分散化控制结构,需要实现多个分布时钟的高精度时钟同步。文中针对级联H桥变换器提出了一种分布式实时以太网高速环网控制结构,并在UDP协议的基础上制定了相应的环网通信协议,通过分析环网主从站设备间的时钟偏差,提出了高精度的主从站设备的时钟同步方案。最后,根据提出的同步方案搭建了以太网高速环网控制测试平台,通过实验结果验证了主从站的高速环网通信和高精度时钟同步,且时钟同步精度在25 ns以内。     

基于CPLD的级联型多电平变频装置控制方法

提出了一种基于可编程逻辑器件的级联多电平变频装置控制方法。在分析级联多电平变频装置特点及其功率单元工作原理的基础上,设计了基于CPLD的通信接口、控制方案和死区产生算法。该方案有效地减小了变频装置多个功率单元之间的配合延迟时间,实现了系统的快速控制,保证了功率单元的可靠运行。仿真和实验结果证明了该方案的可行性。     

考虑交流电网调节能力的VSC-MTDC改进下垂控制方法

多端柔性直流输电系统的现有下垂控制方法可以将直流网络的不平衡功率在各换流站间进行合理分配,但忽略了各换流站交流侧系统的承受能力,无法根据交流侧系统的暂态响应情况来灵活调节各换流站所分配的不平衡功率量。因此,该文提出一种考虑交流电网调节能力的多端柔性直流网络改进下垂控制方法,该方法根据扰动后交流侧电网的频率偏移情况来自动调节下垂控制的斜率系数,在不改变控制器结构的前提下,可使直流侧的不平衡功率在各交流电网中得到更为灵活合理的分配。在实时数字仿真器（real-time digital simulator, RTDS）平台搭建了仿真模型,通过与固定斜率下垂控制方法和考虑功率裕度的自适应下垂控制方法进行对比,验证了该改进控制方法的有效性和优越性。     

高速中高压网络载波通信机的设计和实现

目前的中高压电力线载波通信的传输速率都很低，只能应用于低速的场合，用户容量有限。采用数字信号处理技术、计算机网络技术、数字通信技术及嵌入式系统技术等，提出了高速中高压电力线数字网络载波通信机的设计方案，该载波通信机在40～500kHz的带宽内的传输速率可达几百kbit／s．对不同的传输业务具有很高的服务质量，解决了在电力线上进行可靠、快速、网络化的数据传输问题。