固态限流器晶闸管多路隔离驱动触发系统研制

介绍了新型固态短路限流器的工作原理 ,给出了装置结构布置方式 ,设计了用于该限流器的多路隔离输出电流源为触发驱动系统供电 ,同时给出了晶闸管驱动电路拓扑结构。设计的驱动电路输出波形上升沿约 1μs,保证了可控硅器件快速导通 ,强触发宽度 10 0 μs,保证了触发可靠性。     

基于同步信号的多路延时IGBT驱动电路设计

基于同步信号设计了一种可实现相互之间高压隔离的IGBT多路延时驱动电路系统,并应用到Marx电路中,实现了可柔性调节的阶梯型脉冲高压输出。试验结果表明,延时驱动电路可实现最大30μs的延时,且具有IGBT驱动电压欠压保护、自给反向栅压等功能,同时场效应管的存在抑制了栅射极电压振荡。驱动信号高压隔离变压器为单原边多副边结构,简单紧凑,通过副边数目的增减,可驱动不同级数的Marx电路,具有扩展性好的优点。过流保护电路反应速度快,IGBT关断可靠,可在2μs之内抑制短路电流继续上升。该驱动电路应用于10级的Marx电路中,实现了峰值电压10 kV,脉冲宽度30μs,最大电压阶数10阶的脉冲高压输出。     

宽适应性驱动电源电路研究

本文研究并设计了一种宽适应性的驱动电源电路。该电路由隔离式推挽电路和降压电路组成。可以将输入电压通过隔离式推挽电路变换为两路独立的隔离输出电压,两路隔离输出电压再分别经过降压电路变换为驱动系统所需的正负电压值。该驱动电源电路具有输入电压范围宽、输出电压稳定、两组输出相互独立、峰值功率大、隔离电压高等优点。经实际测试证明,该驱动电源电路具有较宽的适应性,可以应用到大部分驱动系统。     

混合式直流断路器的多路隔离驱动电源设计

驱动电源是保证混合式直流断路器稳定工作的关键设备之一。为此提出了一种新型的多路隔离驱动电源系统结构,驱动电源采用全桥LCL谐振网络保持电流输出特性,以高压电缆线和光纤作为电气隔离介质,通过磁环实现多路输出。分析了多路隔离驱动电源的系统结构中的各个模块作用以及全桥LCL谐振变换器的工作过程。设计了变压器和磁环、LCL滤波器参数。通过Simplorer和Maxwell仿真软件对多路隔离驱动电源进行了仿真研究,结果证明变换器可获得良好的恒流特性,输出更加稳定。最后搭建了一台每路输出3 W、0.6 A的多路隔离驱动电源的实验样机,验证了可行性和有效性。     

采用FPGA的多路高压IGBT驱动触发器研制

为有效控制固态功率调制设备,提高系统的可调性和稳定性,介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和微控制器(MCU)的多路高压IGBT驱动触发器的设计方法和实现电路。该触发器可选择内或外触发信号,可遥控或本控,能产生多路频率、宽度和延时独立可调的脉冲信号,信号的输入输出和传输都使用光纤。将该触发器用于高压IGBT(3300V/800A)感应叠加脉冲发生器中进行实验测试,给出了实验波形。结果表明,该多路高压IGBT驱动触发器输出脉冲信号达到了较高的调整精度,频宽’脉宽及延时可分别以步进1Hz、0.1μs、0.1μs进行调整,满足了脉冲发生器的要求,提高了脉冲功率调制系统的性能。     

一种小功率无刷直流电机控制系统的设计

无刷直流电机控制系统由控制电路、检测反馈电路、信号隔离电路、驱动电路、主电路五大部分组成,其中控制电路采用MSP430F1611单片机实现,信号隔离采用了高速光耦6N137,转速检测利用无刷电机内部的霍尔传感器实现;电流检测引进了TI公司的霍尔电流传感器ACS712;驱动电路采用IR2130驱动芯片,该芯片自带2μs的死区时间,可同时输出六路驱动信号;主电路则采用三相桥式结构,由六个场效应管IRF540构成.整个系统按照转速、电流双闭环控制方式,引进PI算法,以一台52W的无刷直流电机(42BLF02)为被控对象,实现了电机的转速控制并保证了良好的稳态及动态性能,整个系统充分发挥了集成芯片的优势,电路简单,功耗低,而且可靠性比较高,具有一定的应用价值.     

用于快速反射镜的压电陶瓷驱动系统设计

设计了一种用于快速反射镜的压电陶瓷驱动系统,并进行了检测。首先分析了快速反射镜的驱动原理,并确定系统的主要设计指标;然后以PA92为驱动核心,分别进行输入级电路、滤波电路和高压放大计电路的设计,该系统具有3路驱动通道：一路固定100 V输出;两路0~100 V可变输出,可实现快速反射镜的推拉驱动。实际测试结果表明：该系统输出电压的非线性度为0.075%,最大纹波电压峰峰值为8.2 mV,驱动10μF的等效负载时,100 V大信号阶跃响应上升时间和下降时间约为290μs,实际驱动 S340型快速反射镜时,系统的-3 dB带宽达到326 Hz,提高了快速反射镜的频率响应范围。     

固态开关串联的高压重频脉冲电源

随着脉冲功率技术在生物医疗、食品加工、电磁成形、等离子体研究等领域日益广泛而深入的应用，脉冲发生器的研制面临高压高频化、全固态化等新要求。为了满足这种新要求，设计了一种固态开关串联的高压重频脉冲电源。脉冲电源主要由高频触发电路、主电路以及LCL谐振电路组成：主电路为8级Marx电路串联，MOSFETs作为充放电控制开关；触发电路输出触发信号驱动MOSFETs工作；LCL谐振电路可实现输出电流恒定。电源结构触发同步性好，充电速度快，结构紧凑。对电路的结构设计、电路原理、参数设置进行了详细阐述，并利用Simplorer软件仿真验证高压重频脉冲电源电路的可行性。最后搭建了一台高压重频脉冲电源样机，实验样机参数为脉冲电压0～4 kV,重复频率0～8 kHz可调，脉冲宽度5～12μs可调。     

高压隔离的多路低压直流电源

提出了一种基于高频电流互感器的多路低压直流电源设计方案,它实现了高低压电路的隔离。在低压侧采用电流型定频PWM控制器UC3842控制的单端反激电路产生稳定的脉冲电流,通过高频电流互感器传递脉冲能量和实现隔离高压,高压驱动供电电路之间的隔离由多个电流互感器实现,并且该电源可以实现输出不同等级的电压和电流以满足驱动电路的要求。试验结果表明,该方案能为大功率电力半导体器件提供足够大的驱动电压和驱动电流,提高高压控制系统的可靠性和稳定性。     

以人工传输线延时的双路高电压触发器

将多路高电压触发器的运行模式从"先延时后触发"改变为"先触发后延时",并用人工传输线代替集成电路芯片构成时延电路,这大大提高了多路高电压触发器的抗电磁干扰能力。经过上述改造后,一台双路高电压触发器成功地被用来触发两台雷电波大电流发生器,使它们先后相隔约100μs放电。     

一种固态开关的多路高压隔离驱动电源

描述了脉冲功率固态开关驱动电源需解决的问题,介绍了一种采用电流母线形式和半桥串联谐振电路设计的高压隔离驱动电源,详细分析了该隔离电源主回路、控制电路和采样电路,并以一台功率500 W,输出电压DC 20 V的样机进行实验验证。实验证明,该形式高压隔离驱动电源开关管实现了软开关,功耗低,纹波小,较好地实现了高压电位隔离和多路输出,为固态开关较为理想的驱动电源。     

多路高压触发源抗干扰的新方法

提出了一种多路高压触发源抗干扰的新方法,它的特点是各触发电路中的储能电容器并非同时处于充好电的准备状态,而是按预定的实验时序充电并立即放电。因此,当某一火花开关被触发放电并产生电磁干扰,导致其他各路中的开关元件（如晶闸管）误动作时,这几路也不会输出高压触发脉冲（由于它们的储能电容器上电压为０）。该方法被用于电感隔离型重复频率ＭＡＲＸ发生器的触发系统中,取得了很好的结果。     

多路精密超声波电动机驱动电源设计

超声波电动机驱动电源以直接数字频率合成技术为基础,通过FPGA输出8路PWM信号,再经隔离,2个全桥逆变电路和滤波电路,产生两路可精密调节幅值、频率和相位差的正弦驱动电压。电源驱动频率范围19.8~50 k Hz,频率分辨率为0.186 Hz;相位差调节范围0°~360°,相位分辨率最大为0.72°。该电源能为超声波电动机的控制提供保证。     

光耦隔离晶闸管交流调压电路过触发现象研究

分析了晶闸管三相交流调压光耦隔离驱动电路中的过触发现象,即以自然换相点为起点,当触发脉冲大于120°时,输出电压有效值可能骤然增加的现象。过触发现象可能造成异步电机失控,从而带来破坏性影响。通过理论分析、仿真及实验,分析了过触发现象的原因,并给出了避免过触发现象的控制方法。     

一种多路输出大功率LED恒流驱动电路

LED驱动电源以效率高、体积小、性能稳定、寿命长等优势在照明领域广泛应用,但一般不具备多路输出能力,且成本较高。从buck-boost电路基本原理出发,通过开关电容将多个buck-boost电路相组合的方法,构建了多路输出大功率LED恒流驱动电路,解决了单路输出电源成本高的问题,同时可实现多路输出。采用PSIM软件对构建的电路进行建模仿真分析,并搭建了一台150 W三路输出的试验样机。结果表明,通过该电路可以有效降低元器件的电压应力,降低生产成本,并实现了1 A的多路恒流输出。     

4.2MV冲击电压发生器触发脉冲耦合方式研究

紧凑型封闭式的冲击电压发生器由于其自身固有电感小的特点,常用于大容量试品现场冲击试验,为了提高装置同步性能,需要在前级设置多路电脉冲触发开关。由于其级间耦合电容和开关杂散电容较大,多路开关同步触发就变得更加困难。在4.2MV封闭式冲击电压发生器中,通过外部触发器产生百千伏纳秒脉冲波形,并通过隔离元件施加至前三级开关触发电极。隔离元件既要保证纳秒级触发脉冲有效地传输至触发电极,又要隔离主回路放电。研究结果表明,千欧级的电阻可有效抑制装置同步时耦合在触发器上的电压幅值,但同时使得触发器输出电压幅值严重降低,前沿变慢;电感耦合方式使得触发电压在波前出现振荡,波形质量较差,且数微亨左右电感难以抑制同步时触发器侧耦合电压幅值;采用电容耦合方式既可以保证触发器输出电压的波形质量,又可以抑制触发器侧同步耦合电压。     

一种全固态多匝直线型变压器驱动源的研制

针对脉冲电磁场生物医学应用中高电压大电流宽范围脉冲的应用需求,设计了一种多匝直线型变压器驱动源(LTD)。该LTD脉冲发生器的磁心采用多匝绕制的方式,可输出宽脉宽的脉冲。设计了各级LTD模块同向绕制的驱动供电及储能充电隔离方式,各级磁心隔离电压为LTD模块的工作电压。多匝LTD脉冲发生器共由10级LTD模块组成,各级LTD模块由18个储能电容及MOSFET放电开关并联,并设计了其同步驱动电路。通过对各主要器件的型号进行分析筛选,研制了模块化紧凑型多匝LTD全固态脉冲源样机,可输出脉冲参数为:电压幅值0～5kV,输出脉冲电流高达500A,脉冲宽度200ns～5μs,上升沿30ns,下降沿16ns,其脉冲宽度、幅值等参数均灵活可调,并且可通过增加LTD模块的数量,实现更高电压的脉冲输出。     

多路均流输出LED驱动电源研究

根据大功率LED照明应用中通常为串并联结构且需均流以及恒流驱动的特点,提出了1种基于LCL-T谐振恒流网络的多路均流输出的LED驱动电路。该驱动电路利用电容在1个周期内的电荷守恒特性来实现各路LED的电流均衡,电路结构简单,均流精度高,易于拓展至多路输出,且均流效果不受各支路输出端电压的影响。文中介绍了LCL-T谐振网络的恒流原理以及详细分析了四路均流原理。最后结合仿真与实验结果,验证了所提驱动电路能够达到良好的均流效果。     

多路隔离输出的车载辅助电源设计

设计了一种多路隔离输出的车载辅助电源，采用UC3842控制芯片的多路输出反激变换器。结合试验样机和试验结果，分析了电路的工作特点、变压器的设计要求。该变换器的效率高、体积小、具有过载与短路保护等优点。     

大功率高压电力电子器件多路驱动器

针对高压控制系统中大功率电力电子器件不同驱动电路存在的问题,提出了一种全新的大功率高压电力电子器件多路驱动器设计方案,包括工作原理、硬件结构和控制方案。利用单端反激电路产生脉冲大电流,多个高频电流互感器传递脉冲电流,实现隔离高压和高压驱动电路之间的隔离,成功地解决了低成本隔离问题及驱动电路可靠性问题。试验结果表明,该方案能安全可靠地控制串并联大功率电力电子器件的导通和关断。