25kV高精度直流负高压源设计

介绍了一种用于工业分析的高精度直流负高压电源,电源输出电压25 kV,最大输出电流100 mA。电源通过BOOST电路校正功率因数和调节电压,用移相全桥把直流电逆变成高频方波,然后经高频变压器升压后倍压整流得到直流高压。用特殊材料和工艺设计制作的高频高压变压器解决了分布参数影响和绝缘耐压等难题,满足了高频高压和大功率输出的需要。实验运行表明:该装置输入功率因数高、输出电压稳定、纹波系数小。     

串联型H桥级联多电平电压扰动发生器

提出了一种串联型H桥级联多电平电压质量扰动发生器主电路拓扑,由低频级联H桥和高频H桥模块构成。该拓扑是一种混合串联型结构,系统电源提供大部分基波功率,低频H桥逆变器只输出基波和低频波动闪变波形,高频模块输出所有谐波电压波形,从而实现电压扰动解耦控制,保证电压扰动的精度和响应速度。利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现级联H桥逆变器的载波移相控制,同时完成对谐波模块的独立控制。制作了一套单相低压实验样机进行实验分析,实验结果表明主电路拓扑及控制策略能够良好地实现可控电压质量扰动发生。     

一种去除宽范围直径粉尘的高压直流脉冲电源

针对目前高压除尘电源对细微颗粒粉尘除尘效果不佳,难以实现去除宽范围直径粉尘的问题,提出一种可去除宽范围直径粉尘的高压直流脉冲电源.该电源采用倍压整流方式实现高压直流基压,采用脉冲整流方式实现叠加高压脉冲,可实现高压直流基压叠加高压脉冲的波形控制.该电源提高输出电压峰值的同时减小了平均电压,不仅可提高细微颗粒粉尘的除尘效果,还降低了电源的能耗.同时,搭建了高压直流脉冲电源电路仿真模型,验证了波形控制策略的正确性.最后,搭建了可去除宽范围直径粉尘的高压直流脉冲电源系统样机,并通过实验验证了除尘效果.     

用于静电除尘的新型高压直流电源

研制了一种新型的用于静电除尘的高频高压直流发生器 (2 0kHz <逆变频率 <4 0kHz,长时间输出电流最高2 0 0mA ,短时可耐 5 0 0mA ,输出电压峰值 10 0kV ,直流波纹系数 0 .5 % ) ,电源采用输出可整定的直流高压发生器 (最高可达 10 0kV)和有效值可调整的方波交流电压 (峰值 10kV ,有效值根据电流设定 )相叠加的结构 ,从而使电源输出电压始终稍低于产生火花的放电电压 ,保证了除尘效果 ,其工作性能大大优于传统的工频高压直流电源     

高压电容器充电电源的研制

为了满足电磁轨道发射系统中高压脉冲电容器组的快速充电需求,研制了一台采用串联谐振电路的高频-高压电容器充电电源。该电源的输出电压15kV,谐振频率32kHz,平均充电功率为15kJ/s。介绍了其工作原理,并进行了设计实现和仿真分析。实测数据,波形与设计指标一致。实验证明该电源在小型化,可靠性等方面,满足设计指标和实验要求。     

基于DSP 56F801的正弦波输出DC／AC电源

介绍了一个用于UPS和可再生能源的小功率DC/AC电源的设计。该电源由高频DC/DC环节和SPWM DC/AC环节组成。由UC3846控制的DC/DC环节采用具有变压器的推挽电路.实现低压直流到高压直流的变换并克服变压器的偏磁。基于MOTOROLA的DSP芯片56F801实现DC/AC环节的SPWM信号发生、输出交流电压调节和整个电源的监测和保护。该电源具有体积小,逆变效率高,波形质量好的优点。     

基于模块化双有源桥变流器的直流变电站设计方案

文中提出了一种基于模块化双有源桥变流器的直流变电站方案,将双有源桥模块按照输入端并联、输出端串联的结构级联而成,可以将输入端的直流低压升压至输出端的直流中高压,并且具备功率双向流动能力。模块化双有源桥变流器的直流高压出线连接到高压直流电网,各个模块的直流低压出线可分别连接到低压分布式电源和负荷。双有源桥模块内部使用结构紧凑的高频变压器实现输入端和输出端的电气隔离。提出了适用于模块化双有源桥变流器的串并联均衡控制,具有高效可靠且无需通信的特点,各模块的串联输出端的电压和并联输入端的电压保持相同的斜率关系。电磁暂态仿真结果表明该直流变电站总有功功率在各模块之间均匀分配,各模块的输入直流电流和输出直流电压能够保持均衡。     

20kJ/s高频高压充电电源

为实现脉冲电容器组充电系统的大功率、小型化、适合野外工作并具有较高安全性能,研制了一台采用全桥逆变器结构和串联谐振电路且输出电压为10 kV、输出平均充电功率为20 kJ/s的高频高压充电电源,介绍了其电源结构、工作方式和电源的系统参数以及实验波形,其中重点介绍了电源的软件和硬件保护功能。针对高压电源要求的高压隔离问题,还介绍了高压继电器和光电隔离系统两项安全措施。实验证明该电源在大功率、小型化、工作安全可靠等方面达到了设计指标。     

10kW高频输出逆变器的研制

采用了一种基于移相控制的高频输出全桥逆变器.移相全桥变换器产生高频的准方波,通过串并联谐振滤波器输出THD小的高频交流正弦波.详细分析了开关管实现软开关的条件和串并联谐振式滤波器对输出电压THD,ZVS实现条件和输出电压外特性的影响.研制了一台输出500V/118kHz/10kW的实验样机;给出了实验波形;验证了其工作原理.     

配电网中的电力电子变压器研究

针对电力电子变压器(PET)在配电网中的应用,采用三级拓扑结构,提出一种新方案。输入级高压为三电平整流电路,以降低元器件耐压等级,采用无功功率和高压整流输出电压闭环,以实现无功可调和稳定高压侧的直流电压;隔离级采用高频变压器,其高压侧为三电平拓扑,低压侧为二极管整流,实现从高压到低压的dc/dc变换和隔离目的,而且通过输出电压闭环控制确保低压直流侧电压恒定;输出级低压为二电平三相逆变电路,采用输出电压闭环以控制期望的电压。采用三级控制分别对应三级电路,以实现系统输入电流正弦、负荷侧供电电压恒定,灵活传输有功,向电网注入无功等功能。详细介绍了所提出的PET系统各部分工作原理,并基于Matlab/Simulink建立了仿真模型,以DSP TMS320F2812为基础构建了实验平台,仿真和实验结果验证了该PET系统可行、有效。     

一种采用高压继电器隔离的方波电压源装置研究

设计了一种驱动采用稳压管取电及高压继电器隔离的方波电压源装置。从装置技术要求出发,给出了方波电压源的总体设计方案,主要有:Marx发生器(包括驱动信号一致性、过冲以及趋稳时间、泄能电路)、充电机等的设计,并对装置在不同电压等级放电进行试验。设计的方波电压源装置能产生5~200 kV连续可调电压,过冲幅度≤5%,放电回路与充电回路完全隔离,有效保护充电回路及充电机的安全,为方波电压源装置设计研究提供实践依据。     

基于微电机的下肢康复训练系统的研究与开发

提出了一种以单片机为核心控制单元,控制有限转角直流力矩电机和阻尼源磁粉制动器,面向下肢截肢患者进行下肢康复训练系统的控制方案。采用ATmega16单片机输出脉宽调制(PWM)信号,通过输出不同占空比的周期性方波,对驱动电路进行调制。并且介绍了其硬件结构和构成,以及相应的软件设计思路。此方法能够实现单片机对直流电动机和磁粉制动器的准确控制,完成了对下肢训练系统驱动电路的设计和编程。     

适用于注入式定子接地保护的数字电源设计与实现

20Hz电源是注入式发电机定子接地保护中一个很重要的单元,一般由方波逆变器和带通滤波器组成。提出了一个基于微控制单元（MCU）的20Hz方波逆变器方案,详细论述了LC带通滤波器的设计和计算。针对发电机发生单相接地故障时故障电压对方波逆变器的冲击,设计了钳压保护回路,以保证逆变器内部电路不损坏。文中所提方案提高了20Hz电源的灵活性、稳定性和可靠性。     

一种高效无源软开关电源

介绍了一种高效无源软开关电源,在电源中无需附加有源辅助开关和谐振网络,利用一种高频磁性元件的矩形B-H特性,简单可靠地实现了电源功率变换的软开关操作,并完成PWM调节。电源中采用高效率的电流驱动式自励逆变器完成DC/AC变换,用于为高频磁放大器提供高频方波源,在对电源的工作原理及设计方法进行系统分析的基础上,对一台多路输出的电源进行了实验研究。高频磁放大器的应用简化了电路结构和软开关形成的机理,并能有效防止多路输出时的交叉干扰,明显地降低因输出整流二极管的反向恢复性能造成的电磁噪声。     

基于SUMT内点法的锯齿波产生电路优化设计

传统锯齿波电路采用模拟器件搭建,调整困难,线性度不高,对此,本文中介绍了一种采用数字电路产生近似锯齿波,再对近似锯齿波进行模拟滤波得到高线性度锯齿波的方法。在实现中,采用SUMT内点法和"成功-失败"法将约束最优化问题转化为无约束最优化问题的一种优化算法,对滤波部分的模拟电路设计进行了最优化,使得到的锯齿波的线性度大大提高。从而克服了传统模拟电路产生锯齿波,调整困难,线性度不高的缺点。     

基于基波分析方法的绕组电流谐波计算研究

三相双有源桥DC-DC变换器的固有软开关能力、滤波电容器电流低等特点而广泛应用于直流配电网。基于三相双向有源桥DC-DC变换器的拓扑结构,分析了不同联接方式下的高频三相变压器的电压电流波形。基于变压器在三种不同联接方式下的近似等效电路模型和电压与电流之间的相量图,采用基波分析方法推导了高频三相变压器绕组电流的各阶次谐波计算表达式,结合各阶次谐波频率下的交流电阻系数表达式,进而实现绕组高频损耗的计算。最后,将解析计算结果与仿真结果进行对比,结果表明各阶次谐波电流幅值、绕组总损耗值与解析计算方法的最大误差为8.4%,验证了解析计算方法的正确性。     

用于高压静止无功补偿器的方波电流源研究

针对高压静止无功补偿器供能电路的特点,提出了一种方波电流源的控制方案,即方波电流源可以在低压侧输出幅值恒定的高频方波电流,采用高压绝缘电缆穿过多个磁环变压器的方式,将能量耦合到高压侧,在二次侧经变换后对高压静止无功补偿器供电.实验表明,采用该方案可获得一个平均值为1A,频率为70 kHz的交变方波电流源,整个电源符合预期设计要求.     

高频交流环节AC/AC变频变换系统基准正弦电路研究

首次提出并深入分析研究了一类全数字化技术，与电网电压n倍频或n分频信号同步的基准正弦电路，并给出了关键电路参数设计准则与试验结果，试验结果与理论分析一致。该基准正弦电路具有输出正弦电压与电网电压n倍频或n分频信号同步，THD小，幅值可调且不受电网电压波动的影响，简单实用，价格低廉等优点，在高频交流环节AC／AC变频变换系统和UPS中具有重要应用价值。     

基于电流取样调制的电阻低频噪声测试方法

针对现有电阻低频噪声测试技术的不足,提出了基于直流偏置和电流取样调制的噪声测试新方法。采用跨阻前置放大器对被测电阻噪声电流取样,采用交叉开关对取样的噪声电流进行调制。前置放大器的低频噪声电流和噪声电压不会受到调制,被测电阻低频噪声被调制到较高频率处。采用高通滤波有效抑制放大电路的低频噪声,以便提高放大电路的增益。采用同步相敏检测和低通滤波,进一步抑制放大电路的低频噪声,从而准确地检测被测电阻低频噪声。理论和实验结果表明:所提出的方法能够获得较高的电阻低频噪声测试分辨率,并准确地反映直流偏置下的电阻噪声特性。     

大功率电能质量信号发生装置设计及实验研究

详细阐述了基于交-直-交拓扑的大功率电能质量信号发生装置设计方法,主要包括整流侧滤波电感、逆变侧输出滤波器和直流侧电容设计等;采用瞬时功率平衡原理,在含有谐波的情况下建立直流电压的精确数学模型,用于指导直流电容设计;研制了试验样机并进行实验研究.实验结果验证了设计参数和结论的正确性及有效性,所研制的样机能够实现单位功率因数整流,并能产生各种包括电压跌落、闪变、骤升、中断、凹陷、谐波等电能质量信号.