一种四管动作的高压大功率三电平变流器双脉冲测试方法

多电平逆变器适用于高压大功率的应用场合,但其结构复杂,所需的功率开关器件众多,给电路的设计和性能测试带来很多新问题。为了测试各开关器件的电压电流应力、缓冲电路抑制电压尖峰的效果和层叠式复合母排的性能,该文针对一台高压大功率二极管箝位型三电平变流器,提出一种四管动作的双脉冲测试方法,该方法不同于用常规的斩波电路进行双脉冲测试,而是在实际装置中进行,能够模拟变流器正常工作时的所有换流模态,更真实地反映各功率开关器件的动态特性。若双脉冲的时序和脉宽设计不当,功率开关器件会出现非正常的换流模态和很大的关断过电压,过大的关断过电压可能导致器件失效。该文深入研究了产生过电压的原因并得出故障时封锁脉冲的时序。该文研究成果为二极管箝位型三电平全桥电路的测试提供了有效手段,对于设计可靠的三电平变流器具有理论和现实意义。     

简介瞬态电压抑制贴片二极管

瞬态电压抑制贴片二极管(TVS)是利用PN结反向击穿特性进行电压箝位与分流浪涌电流,以抑制与消除电路系统中瞬间电压的一种实现保护功能的二极管。其具有响应速度快、瞬间耐流高等特点。常用瞬态电压抑制贴片二极管外形如图1所示。     

彩电保护电路基础知识与故障检测电路(五)

3.脉冲电压过压检测电路脉冲低压过压检测电路如图12所示。常应用于对显像管的灯丝电压进行检测,称为"X射线"过高保护,也称为超高压保护。图12(a)检测电路中,先将要检测的脉冲电压通过VDl、C1进行整流、滤波,然后通过稳压二极管VZ对整流、滤波后的低压进行检测。当被检测的电压高于稳压二极管VZ的稳压值时,稳压二极管VZ被击穿,将高电平触发电压送到电压翻转电路。为了与稳压二极管配合,对脉冲电压     

Boost-Marx型高压脉冲电源设计

基于Marx电路因电感引入而带来的升压不确定性问题,所提Boost-Marx型高压脉冲电源将Boost电路的升压原理应用于Marx发生器。通过对Boost-Marx拓扑结构型高压脉冲电源的稳态工作进行研究,推导出当电感连续导通时,稳态工作模式下与输入电压、占空比和电路级数有关的输出电压公式。设计了4级Boost-Marx电路,每级电路由绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、快恢复二极管和电容器组成。实验结果表明,Boost-Marx型高压脉冲电源的输出电压公式是正确的。     

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。     

功率二极管在大容量逆变器中的开关特性研究

功率二极管是电力电子变换电路中重要开关器件。在大容量逆变变换电路中高功率二极管表现出较强的非理想开关特性。在分析二极管正、反向恢复特性产生机理的基础上,研究了逆变器在换流过程中箝位二极管和续流二极管的非理想特性与电路之间的相互影响,并进一步研究了功率二极管反向恢复过程中发生电压振荡的原因及解决方法。实验结果表明,功率二极管非理想特性是其固有特性,其与主动器件之间存在高脉冲能级的瞬态互动关系,因此在设计大容量逆变器时,设计者需对二极管的非理想特性引起足够重视。     

浅析用二极管抑制电磁继电器线圈瞬态电压的几种电路

电磁继电器线圈在去激励过程中会产生的瞬态电压,若不对其进行有效抑制,会对电磁继电器输入电路造成损伤或损坏。全文对电磁继电器瞬态电压产生的机理、抑制瞬态电压常用的二极管及几种二极管抑制电路进行了介绍、分析、仿真和试验验证,阐述了每个电路的优缺点。     

高压P-i-N二极管关断瞬态综合失效机理分析

针对商用高电压大功率多芯片P-i-N二极管在钳位型电感负载电路中,在额定电气参数下发生的瞬态失效现象,分别从电路布局和器件机理层面讨论了各因素对二极管芯片失效的作用影响。首先,通过考察二极管模块内部失效芯片的位置和故障波形,得出整个电力电子装置的可靠性是由失效风险最高的局部芯片决定而非由功率模块的坚固性决定。其次,根据二极管芯片在深度动态雪崩情况下所产生丝状电流的现象,得出由芯片电流密度不均所引发的结温-电流密度正反馈机制是导致多芯片功率模块失效的最终原因。最后,根据失效表征与测试条件,提出了由综合失效诱因导致的多芯片模块动态失效新模式。结论表明本文讨论的大功率多芯片模块所发生的失效现象,是多失效诱因综合作用所引发的,而非单一因素超限的结果。     

ZVS全桥变换器高频振荡抑制方法研究

分析了零电压开关全桥变换器(ZVS-FB)在高压输出下,其主开关器件及高频脉冲变压器次级高频振荡的产生机理,研究了软开关谐振元件和变压器次级整流桥中二极管反向恢复特性对振荡频率及幅度的影响.提出在变压器初级加反并联箝位二极管以及次级加有源箝位电路以抑制高频振荡.从理论上详细分析了其工作原理,得出了谐振元件及各寄生参数与高频振荡之间的关系.实验证明,该方法可有效抑制高压输出下ZVS-FB变压器初、次级的高频振荡及电压尖峰.     

一种改进的二极管钳位型多电平变换器拓扑

多电平电路在高压大功率领域的拓展受到其复杂电路拓扑的制约,因此近年来不断有新型多电平电路结构被提出。本文在传统多电平逆变器拓扑结构的基础上,提出了一种新型单相七电平电压源逆变器拓扑。新型电路拓扑是在传统的单相全桥五电平钳位二极管电路基础上,增加了两个开关器件,利用10个开关器件以及4个钳位二极管产生了7种不同的电平输出。详细分析了该逆变器的拓扑结构,给出了PWM控制策略。最后通过仿真实验验证了这种拓扑的可行性。该逆变器对传统钳位二极管逆变器在结构上做出了优化。     

基于新型限幅器拓扑电路的开关涌流抑制方法

在高压试验中开关闭合过程经常会产生较高的瞬态过电压和浪涌电流,可能会造成试验装置损害。为此,提出了一种基于新型限幅器拓扑电路的开关涌流抑制方法。该电路每相均由电抗器、续流二极管和直流补偿电压源组成,在试验电路闭合开关后的瞬态过程中,电抗器起到抑制涌流的作用,而在电路处于稳态后,电抗器被自动短路,因而不影响原试验电路的结构,测量结果与未加涌流抑制装置前一致。通过仿真和试验验证了上述方法的有效性。     

TVS的工作原理

TVS（Transient Voltage Suppresser瞬态电压抑制器）是普遍使用的一种新型高效电路保护器件．它具有极快的响应时间（亚纳秒级）和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时．TVS能以极快的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗．以吸收一个瞬间大电流．从而把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。正因为如此，TVS可用于保护设备或电路免受静电与电感性负载切换时产生的瞬变电压，以及感应雷所产生的过电压。     

移相触发器KJ785

KJ785是一种性能优良的晶闸管移相触发器专用电路。它在正常工作时可输出两路相位差为180°的触发脉冲,移相范围宽(0～180°)。该器件主要用于各种变流设备中控制单向、双向晶闸管功率器件。 一、结构和原理 KJ785由同步检测寄存电路、基准电源电路、锯齿波形成电路、移相电压和锯齿波综合比较电路、逻辑运算控制以及功率放大电路等部分组成,如图1所示。由图1可以看出,该电路是运用同步锯齿波与移相电压相比较后产生移相触发脉冲的,所产生的移相触发脉冲经过逻辑电路处理并放大后输出。器件的     

多极子阵列声波测井仪的换能器激励方法

多极子阵列声波测井仪工作于单极、偶极和四极等模式时,发射声系所需要的激励脉冲参数各不相同,要求发射激励电路控制灵活,易于实现。为此,研制了采用复杂可编程逻辑器件作为发射逻辑控制器,由供电电路、高压储能电路、驱动电路、高压激励电路和脉冲变压器构成的高压脉冲激励源。通过实验对各种工作参数进行了优化,在高压储能电路能量确定的情况下,单极和四极触发脉冲宽度为30μs,偶极触发脉冲宽度为160μs,接收换能器可接收到信噪比高、波形特征清楚的信号波形。加温测试和现场测试表明,基于该激励源的声波测井仪完全能够满足石油井下环境的应用要求。     

三电平NPC变流器窄脉冲抑制方法

中点箝位(NPC)变流器基于载波脉宽调制(PWM)控制,采用带死区互补驱动信号发生时,对于NPC变流器会产生二极管短导通时间电压过冲现象,此时二极管从瞬态导通状态反向恢复引发过大的浪涌电压,容易导致炸机.对导致二极管短导通时间电压过冲问题的窄脉冲按要求进行合理展宽的限制算法,有效解决了系统二极管短导通时间电压过冲问题,不影响正常的PWM和电流谐波,大大提高了系统的可靠性,该方法简单、实用、不受使用条件的限制,无需增加额外的硬件电路,适合工程应用.此处提出了一种高压功率变流器二极管短导通时间电压过冲抑制方法.     

浅谈串联多灯LC电感镇流器（下）

7串灯LC触发器触发器可输出高压脉冲,利于灯管的点燃,主要用于LC型,可把启动电压降低25~40V。这里简介其中五种:(1)并联CD型:电容C和二极管D并联于电源作直流多倍压输出,然后在预热结束后,通过转换元件把脉冲高压传导给灯管而把灯管点燃。该类型产品体积小,成本低。如图10,这里分两次启动,让氖泡NH先动作,使Y1启辉;而触发器CF输出高压给C2,在预热时对C2充电,预热完毕C2对Y2放电触发。图10(2)串联CD型:它与并联CD型不同之处是,电源取自串联于电路的电容C1。其优点是可用电容在谐振时产生的高压进一步升压,因此可得到比并联CD型高于…     

基于Marx电路的纳秒级高压脉冲电源设计

为满足等离子体污水处理对高压脉冲电源的要求,设计了一种基于Marx发生器的紧凑型、高重复频率纳秒级高压直流脉冲电源,该脉冲电源以绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为放电主开关,并使用多输出磁环变压器为IGBT提供驱动信号。Marx发生器由25级电路组成,每级电路由IGBT开关、快恢复二极管以及电容器组成。充电时,通过电感和二极管对电容充电,减小电路功率损耗;放电时,电感对输出脉冲高电压与输入电源之间进行隔离。为了保护IGBT开关在短路等情况不被过电流损坏,使用了过电流保护电路。实验结果表明,输入电压为500 V低压时,串联25级电路即可获得最大幅值为10 k V、最小脉宽为400 ns且脉冲前沿为50 ns的高压脉冲,可实现反应器中气体的电晕放电,达到污水快速净化的目的。     

中高压大功率IGBT驱动器有源箝位技术研究

中高压大功率终止型绝缘栅双极性晶体管(IGBT)中驱动器一般通过有源箝位电路来抑制其大电流关断时的电压尖峰。提出将有源箝位电路等效为典型闭环反馈控制系统并进行线性化处理的时域分析方法,用于分析有源箝位过程初期的动态性能。提出一种针对稳定箝位过程的静态分析方法,为有源箝位电路参数取值及确定箝位工作点提供依据。针对双N-MOSFET驱动级,设计了一种对驱动级进行棒-棒调节的有源箝位电路,该电路能降低瞬态电压抑制二极管(TVS)击穿电流,从而降低其在箝位过程中的损耗。最后通过仿真和实验结果验证了理论分析和电路设计的可行性、准确性、有效性。     

基于Marx电路的固态高压脉冲电源设计

针对高压脉冲放电和低温等离子体应用的要求,设计了一种基于Marx电路的高重复频率的固态高压脉冲发生装置。该脉冲电源利用Marx电路电容并联充电、串联放电的原理,选取绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为放电开关,控制电路的模态切换。Marx主电路由84级单元组成,每级单元包含IGBT开关管、快恢复二极管和储能电容。实验结果表明,在输入电压为480 V直流电压,并且在300 Hz的频率下,该电源可以产生幅值为20 kV、脉宽为500 ns的高压脉冲,满足设计要求。     

万用表对高压硅堆的电压测试法

高压硅堆简称硅堆，它是由多只高压硅二极管串联而成，其外形、内部结构和电路符号如图1所示。