电流母线型多输出高压隔离IGBT驱动电源

针对中高压应用场合大量功率电子器件的驱动供电问题,研究了一种电流母线型多输出高压隔离绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动电源。采用高频电流互感式结构取代传统电压型变压器,通过高压电缆线实现高压隔离,工艺简单;前级全桥串联谐振电路产生高频母线电流,后级稳压模块采用电流输入型Boost变换器,与传统Boost变换器相比,其控制策略简单、易实现自启动;分析了IGBT驱动电路消耗功率估算方法,根据负载功率需求给出后级稳压电路参数设计方法;对后级稳压模块进行损耗分析,提出效率优化方案;最后进行了实验验证。     

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。     

多电平变换器开关管的光纤隔离驱动保护电路

为解决开关器件在多电平高压功率变换器的驱动和保护问题,提出了一种光纤隔离的驱动保护电路。该电路与传统的驱动电路相比,隔离电压高,用光传递驱动信号不受电路的电磁干扰。电路在开关管过流时能识别是否真过流并实现驱动脉冲的慢关断,提高了电路安全性。实验结果证明,该电路正确可行。     

多路输出高压隔离驱动电源的研究

研究了一种具有高压隔离性能的多路输出驱动电源。利用全桥串联谐振在桥臂间形成电流型交流母线,配合高压电缆线、光纤传输实现高压隔离性能。利用磁环数目的增减可以灵活控制驱动电源输出路数。分析了该电源的适用环境、结构及其特点,分析了部分参数对驱动电源输出电压的影响并进行了仿真,验证了该驱动电源配合IGBT运用在轻型高压直流输电中的可行性。最后,制作了一台125 W/2.5 A的样机,进行了实验验证。实验证明,该驱动电源结构、控制简单,可以实现软开关,符合多路输出以及高压隔离中驱动的要求。     

分布式高压隔离辅助电源供电装置

针对传统辅助电源存在高压隔离性能差、安装方式不够灵活、成本高等问题,提出了一种新型的分布式高压隔离辅助电源供电装置的设计方案,介绍了该装置的硬件电路、软件设计。并且对该装置的主回路进行了仿真分析,并且和实际的实验结果做了对比说明。该装置可实现多路高压隔离输出,可以根据需要输出不同的电压等级,具有输出稳定性好、电气绝缘性能可靠且易于实现、抗干扰性能优异、安装方式灵活、成本低的特点。     

一种IGBT驱动模块设计

提出了大功率IGBT驱动模块具体研制方案,构建了驱动模块功能框图,完成了模块的设计,结合电路介绍了模块功能的实现方法。此驱动器具有良好的驱动性能和完善的保护功能,具有高可靠性、高共模抑制比、高隔离电压、自带驱动电源、驱动功率大等特点。最后对驱动电路进行仿真分析,并对模块样机进行测试。仿真与测试结果证明,本文提出的高压隔离型驱动方法和驱动模块实现方案具有良好的驱动与保护性能、可靠性高。     

一体化高压电能表传感和供能技术的研究

传统的高压电能计量装置由高压部分的电压传感器、电流互感器以及低压部分的电能计量装置组成,系统的整体准确度无法确定,并且存在容易窃电的缺点。提出一种直接在高压端进行电能计量的一体化高压电能表方案,将电子式互感器和电子式电能表相结合。该系统采用低功率铁心线圈电子式电流互感器和电容分压型电子式电压互感器作为传感单元,并且通过高压母线感应取能,实现隔离式在线供电。实验数据表明,所采用的电压和电流互感器以及供能电路可以满足工程需求。     

固态开关的多路输出高压隔离供能电源研究

研究了一种应用于直流断路器中固态开关的多路输出高压隔离供能电源,采用LCL-T谐振网络获得高频恒流源,以高压线缆作为电流母线并起到隔离高电压的作用,通过磁环从电流母线拾取功率并实现多路输出.首先,介绍了该电源的架构及特点,对组成模块做了详细分析.其次,重点分析了全桥逆变型LCL-T谐振网络工作原理和输出特性,对电源拓扑结构的品质因数进行优化分析,并结合LCL-T谐振网络作为恒流源和电流母线的思想,给出了整机设计准则.最后,试制了具备12路输出、每路额定输出功率5 W的样机,并且实验结果表明,该供能电源具有结构简单、扩展性良好、零电压导通(ZVS)、母线电流的总谐波畸变率低、能够输出稳定的直流电压等优点,可以满足各类固态开关器件的驱动要求.     

新型高压隔离驱动电源的相平面分析及优化

为给电力系统和大功率电力电子装置可靠供电,介绍了一种采用新的谐振型电流母线架构来实现高压隔离和多路输出的驱动电源。它通过串联谐振获得电流平均值恒定的准正弦母线电流,谐波含量低;感性模式下,零电压开通,降低了开关损耗;可以工作在短路状态,自身具有功率限制的特性。在介绍了主电路的拓扑及特点后用相平面法分析了在串联谐振感性模式下,谐振电路在短路和满载下的动态特性,得出了谐振电流峰值的表达式,并针对短路时谐振电感损耗严重的情况进行分析和优化。样机验证实验结果表明,优化后,减少了损耗,提高性能和效率。     

一种分布式高隔离辅助电源隔离侧

介绍一种应用于驱动大功率电力电子器件的分布式隔离辅助电源系统的二次侧。辅助电源系统分为高压输入侧和高压隔离侧。采用新的变压器绕制,确保高的电气隔离,解决电路干扰通过辅助电源传导的问题,切断了干扰的该传递路径,并且给出了电路和市场上的普通辅助电源隔离效果的比较。实验结果证明了电路在阻断干扰上的优势。     

体育场供配电系统设计浅析

以某体育场的供配电设计为例,对其高、低压配电系统、用电负荷等进行了分析。充分考虑赛时负荷与平时负荷的使用特点,设置赛时专用变压器,在保证供电可靠性的前提下,达到节能和降低运营费用的目的。     

创新型基于软开关的X射线电源系统

介绍了一种最新研制的可调高压电源,其创新的主电路拓扑结构由功率因数校正(PFC)模块、Buck模块、逆变电路、高频变压器和倍压电路组成.电源利用变压器的寄生参数谐振工作;利用软开关技术实现了ZCS的低损耗.PFC模块能使该电源系统用于国内外市场,并减小其对电网的谐波污染.电源的控制电路采用基于DSP的PI调解器,并基于RS232实现了与PC的通信,从而实现了本地控制和远程管理.     

60kV高频高压变压器分布参数的研究

在高压直流开关电源中,高压高频变压器是升压、传递能量和安全隔离的关键部件,其性能好坏将直接影响原边和副边电路运行。高频高压变压器的分布参数主要是漏感和分布电容。首先分析高压高频变压器分布电容产生的机理及规律,提出了四次级高压高频变压器的等效模型。然后采用解析法根据高压高频变压器的几何参数对其分布电容进行推导,并对比两种不同绕组连接方式下高压高频变压器的动态电容。最后设计一台60 kV高压高频变压器,并对其分布电容进行测试,结果与理论相符合。     

一种高效率高压开关电源设计与实现

设计了一种高效率高压开关电源,可以应用在高电压、低电流器件中,如行波管、磁控管等.该电源电路设计主要包括全桥逆变电路、高频升压变压器、倍压整流电路以及控制电路.为了实现开关管的软开关,有效减少开关损耗,选用了一种零电压开关移相全桥变换拓扑电路.引入了计算机辅助设计,通过电路仿真优化参数,实现了开关管的软开关,缩短了设计...     

一种隔离80 kV大功率开关电源的设计

介绍了一台隔离80 kV,响应速度3 ms,最大输出功率90 kW脉冲工作开关电源的设计。为满足电源快速性和输出纹波要求,对主电路的拓扑结构进行了优化。应用高频变压器隔离80kV高压,分析了高频变压器漏感与占空比损失之间的关系,提出了高频变压器的直流等效电路。实验证明该电源能够稳定工作,电源性能都能满足设计要求。     

一种LCC逆变充电混合储能脉冲功率电源

为了获取万伏以上的高压窄脉冲输出,设计了一种采用高压脉冲变压器混合储能脉冲功率电源,同时为了提高电源的重复频率,设计了LCC逆变充电器。省去中间的高频变压器,电源采用逆变输出直接整流对初级储能电容充电的拓扑结构,文中首先通过充电电容等效为电压源的方法分析逆变器的工作原理,并给出参数选取原则和计算方法。接着分析了电容充电及向脉冲变压器电感放电的过程,说明了在放电电流最大时断路可在负载侧获取高压窄脉冲。电源实验表明,按所选取的参数,电源可实现前沿1.0μs幅值30 kV脉宽1.5μs(90%幅值)的高压脉冲输出,重复工作频率可达2.5 kHz以上,也可实现前沿8 ns幅值4 800 A的脉冲电流输出,充电器实现了对初级电容的快速充电。该电源结构较简单、成本较低,容易做成紧凑一体化的结构,可作为废气处理电源或其他需要数万伏高压窄脉冲工作的场合。     

大型及超大型电动机起动方法之比较与优选

过去,大型及超大型电动机的起动不外乎有三种方法:自耦变压器减压起动,独立变压器供电直接全压起动及高压变频器软起动。每种起动方法都各有特点,但在不同方面不同程度上都存在着缺陷。开关变压器技术就是把变压器与可控硅相结合,构造为一个耐高压、大容量的电力电子开关,它可以应用在许多超大功率场合,对其传输功率进行控制。它具有高可靠性、高性能、大容量的优点,给人们提供了一种新的选择。本文将它做为大型及超大型高压电动机起动的优选方法。     

用三维有限元法计算分裂式变压器短路阻抗

为准确计算出分裂变压器高、低压绕组间的短路阻抗,首先采用ANSYS的三维静态磁标势法数值计算得出高压多并联支路与单个低压绕组间的多绕组电感矩阵,并依据电路理论将其简化为等效双绕组电感矩阵,进而得到短路阻抗百分比,并推导了高压各并联支路电流分配,最后给出一个概念设计的分裂式高温超导变压器算例。计算结果表明,低压各分裂绕组分别单独运行时,高压绕组的各并联支路电流分配不均,主要集中在与运行的低压分裂绕组紧耦合的高压支路中,故高压绕组与低压各分裂绕组间的短路阻抗主要由紧耦合的高压支路与低压分裂绕组间的漏磁路决定。     

配电网低压大电流负荷的谐波与无功补偿装备研制

研制了一套适用于企业配电网低压大电流负荷的谐波与无功补偿装备,即HAPF-IVC综合补偿装置。采用高压与低压相结合的谐波治理方式,在变压器10 kV高压侧采用较小容量的高压注入式混合型有源电力滤波系统(HAPF),同时在380 V低压侧投运一组智能型无功补偿装置(IVC)与无源滤波器相配合以实现无功的动态补偿,达到了谐波治理和无功补偿相结合的效果,解决了大电流情况下HAPF容量限制的瓶颈。实验结果表明输入电流畸变率由补偿前的31.1%降低到3.9%,功率因数由补偿前的0.7提高到0.95。