移相全桥ZVZCS变换器的数字控制与实现

基于变压器原边串联饱和电感和隔直电容的移相全桥主电路,构建了电源的数字控制系统,实现ZVZCS软开关控制.采用平均电流型控制方式,电源具有良好的稳态和动态特性.平均电流型控制方式需要检测电感电流的平均值信号,论文根据电感电流与变压器原边电流的对应关系,利用电流互感器通过采样变压器原边电流得到电感电流的平均值信号,省去了...     

一种高压侧自具电源的设计

介绍了一种应用于高压侧电子装置中的电源方案:通过一个特制的电流互感器(CT),直接从高压侧一次母线电流获取电能,凭借在CT和整流桥之间串联的一个电感,大大降低了施加在整流桥上的感应电压并限制了CT的输出电流,起到了稳定电压和保护后续电路的作用,成功地解决了高压侧有源电子设备的电源问题。     

有保护特性的晶闸管调压器

一、特点调压电路采用线路比较简单的双晶闸管调压方式,保护电路运用了两个快速动作继电器,其中一个串联在主电路中担任过电流检测元件,另一个则串联在晶闸管触发回路中,通过其切断晶闸管触发电路,来达到保护晶闸管的目的。它和使用快速熔断器保护电路相比,其优点是可长期重复使用,并具备晶闸管过电流热保护及负载发生短路时浪涌保护两种特性。保护电路一经调整好,受环境气温、电源电压变化的影响极小。图1是控制4kW电炉     

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。     

高压电源短路能量吸收装置LR-snubber的研制

高压直流电源负载-高功率速调管打火短路瞬间,存储在电源系统分布电容中的能量会向负载释放。如果不加能量吸收装置,这些能量将会全部注入速调管,严重时将损坏速调管。为了保护速调管,提出一种新型装置LR-snubber用来吸收存储在高压电源分布电容系统中的能量。LR-snubber是一个电感与电阻的并联网络串在负载高压输入端,正常运行时电流流过电感,不消耗能量;负载短路时电源系统分布电容(包括传输线分布电容)向短路负载放电,由于放电频率非常高(MHz量级),电感对电流起到阻塞作用,迫使电流流过电阻。因LR-snubber耗能电阻与短路负载的残留电阻串联且远大于残留电阻,所以分布电容储能绝大部分将被LR-snubber耗能电阻所吸收。如果L和R参数配合适当不但可以保护负载,而且不会影响电源投入时电流的上升率。通过仿真分析均验证了LR-snubber思想的可行性和正确性,最后模拟实验表明LR-snubber可以吸收超过90%的分布电容储能。     

一种改进的电梯电源防雷电路的研究

电梯控制电源要求稳定、可靠和长寿命,而对于安装在易遭受雷击干扰入侵场合的电梯控制电源,又要求具有较高的抗雷击能力。为提高电源抗雷击浪涌性能,提出了在防雷电路中引入串联空心电感的改进措施,在分析空心电感作用的基础上,建立了模型,并搭建了实验电路。实验结果表明,采用空心电感的防雷电路能有效地提高电源防雷性能,减少后级电路受到的危害。     

一种高压取电电源的研究与实现

越来越多的电子设备出现在智能电网中,用来实现测量、通信或控制功能,但其需要通过从高压母线上取电作为工作电源。为了改进电压互感器和电流互感器取电的不足,提出了一种新的电容限流降压型高压取电电路。电路由高压电容、隔离变压器一次绕组串联组成高压取电一次回路,变压器二次绕组并联分压电容和串联匹配电感来实现稳压输出。对电路各元件的参数选取进行了分析,设计了能耗型和电容限压型两种过电压保护电路,并在不同负载下对取电电路进行了实验。实验结果表明所设计的电路输出功率稳定,安全可靠。     

基于Saber的电动车LLC电源仿真

电动车控制器的辅助电源可采用半桥LLC谐振变换器,为此基于Saber设计了一款DC/DC降压半桥串联谐振变换器。半桥LLC电路采用UC3863作为控制芯片,计算出变压器匝数比、谐振电感、谐振电容等参数后,通过反馈回路采样输出电压和电流,通过隔离脉冲变压器驱动MOSFET管;DC/DC电路采用半桥串联谐振电路,将蓄电池提供的48 V降压到15 V、5 V两路电压。对电源用Saber进行仿真,最终实现了48 V到15 V、5 V的降压输出。     

高压电流模降压型DC-DC变换器的电流采样电路

本文针对高压应用电流模Buck DC-DC变换器,提出了一种新颖的片上电流采样电路。该电路结构简单,易于集成,采用LDMOS使应用电压高达25V。使能部分的设计有效防止了开关动作期间电感电流瞬态过冲造成的影响。提出的采样电路已经应用在一款基于0.35μm CDMOS工艺设计的单片电流模Buck DC-DC变换器中。HSPICE仿真结果表明,在5~25V的电源电压范围内,设计电路实现了电感电流的精确采样。     

新型电感储能型电磁炮脉冲电源拓扑

提出了一种用于电磁发射的电感储能型电磁炮脉冲电源拓扑。该拓扑中两储能电感充电时串联,放电时并联,以实现电流倍增。与meatgrinder电路相比,该电路两储能电感之间不需要磁耦合,具有设计简单灵活、容易制造的特点。为避免电感储能断路时断路开关出现过电压问题,用电容作为能量转换器件可实现开关的零电压断路。对该脉冲电源系统的工作原理进行了理论分析,搭建了小型实验系统,验证了该电源拓扑的可行性。以轨道炮为负载,对电感、电容参数对系统性能的影响进行了仿真分析,结果表明多个电源模块的并联运行能明显提高系统能量转换效率。     

Power supply design considerations for maintaining a minimumsustaining current in a vortex water wall high-pressure argon arc lamp

Vortex water wall high-pressure argon arc lamps are used to generate intense light and are capable of operating at radiative efficiencies greater than 50%. These lamps are being considered for use in a pulsed DC mode of operation in the next generation of rapid thermal processing applications. The results of a series of experiments have shown that the breakdown to arc transition consists of a prethermionic electrode emission phase and a prethermal ionization phase. The large dynamic voltage and current range between the breakdown phase and the arc phase necessitates the use of three different power circuit topologies. A high-voltage ignition circuit is connected in series with an arc-sustaining power source. The series connection ensures that the arc-sustaining power supply is isolated from the high-voltage ignition circuit. The arc-sustaining current source power source consists of a step-down hysteresis-current-controlled DC/DC converter cascaded with a constant off-time output-voltage-controlled step-up DC/DC converter. The current-controlled converter supplies the minimum arc-sustaining current, whereas the step-up converter provides the minimum post-ignition prethermal ionization voltage. The inclusion of a shorting switch allows one to reduce the current ratings of the high-voltage circuit components. Finally, experimental verification of a simplified circuit model of the ignition to arc transition, the circuit operation, a power supply design procedure, and a design example are provided     

基于LC谐振取电及零序电压测量系统的设计

为解决智能一体化高压开关取电问题,文中提出了基于电容分压原理的LC谐振取电电源系统:一次侧采用高压电容和变压器一次绕组串联,二次侧采用变压器二次绕组并联分压电容,降低了低压电容的电压设计等级,同时基于该电源系统中性点通过构建零序电流回路实现了零序电压测量,无需安装三相五柱式PT或植入零序电压传感器,降低了工程造价.最后针对线路故障过电压及雷电冲击,设计了基于能量池电压监测和电力电子开关控制的防护电路.实验数据表明该系统的取电能力可达到1W,零序电压测量精度为5％,具有较大的工程应用价值.     

封闭容器内部短路燃弧特性及电弧电压计算

为了准确计算金属封闭开关设备发生短路燃弧时产生的能量,通过开展小尺寸封闭容器内部短路燃弧试验,利用L-C振荡试验回路获得不同充电电压和间隙距离下的电弧电压和电流等数据,详细分析了封闭容器内部燃弧特性,结果表明：封闭环境中电弧电压与压强成正比;电弧电压有效值随电流变化具有较大的不确定性,间隙距离对电弧电压的影响更为明显,当间隙距离为5、10和15 cm时,电弧电压有效值的平均值分别为130.4、208.0、252.2 V。同时考虑到封闭环境中的电弧电压随机性较大,提出了一种基于支持向量机的电弧电压计算方法,并与基于Mayr电弧模型的计算结果及试验结果进行了对比,对比结果证明所提方法优于Mayr电弧模型,计算结果与试验测量值的平均绝对百分比误差仅为4.04%。     

汽车起动器触点通断过程燃弧时间试验研究

分别利用RC并联电路和RL串联电路模拟汽车起动器的通断过程,测试了不同闭合浪涌电流和不同电源电压条件下的闭合燃弧时间和分断燃弧时间。试验结果表明,闭合燃弧时间明显小于分断燃弧时间;分断燃弧时间随分断电弧能量的增加而单调增加。     

EHV输电线路上潜供电弧的分布参数计算模型探讨

330kV及以上电压等级的EHV输电线路发生单相接地故障时,故障相断路器跳开后,故障点处的弧光不能自灭,数十安的自由电弧电流让断路器重合闸无法顺利完成,严重影响了供电的可靠性和安全性。EHV输电线路的输送距离较远,潜供电弧的两个重要参数：潜供电流和恢复电压,在故障相线路上都具有一定的分布特性,所以应用分布参数计算模型对自由电弧进行探讨。先从较为简便的线路单元的等值电路出发,推导出潜供电流和恢复电压的数学模型。然后,探讨并建立了带有并联电抗器和串联补偿站的超高压输电线路的潜供电流和恢复电压的数学模型。最后分析所建立的分布式数学模型的物理意义。     

变压器抗短路能力核算与治理

为有效评估和治理华北电网内大型电力变压器的抗短路能力,提高电网安全稳定运行水平,提出了一整套变压器抗短路能力核算与治理的方法。提出由系统侧出发的短路电流计算方法,阐述了其原理及计算过程,通过网内实际发生的故障录波数据对方法进行了验证,并对母线短路电流与变压器短路电流的关系进行了分析。根据电网的实际短路容量对网内变压器分类进行了最大短路电流水平计算,统计出存在抗短路能力不足风险的变压器。总结并比较了国内外主要的变压器抗短路能力治理方法,根据各电压等级变压器的情况提出了不同类型变压器抗短路能力治理的总体原则及实施方案,对电网的安全生产及稳定运行具有重要意义。     

Influence of power supply on continuity of vacuum arc with Al cathode and N2 flow under medium vacuum

The continuity of a steered vacuum arc with Al cathode and N₂ flow at a pressure between 0.1 and 5 Pa is investigated. Two constant‐current power supplies (60 V open‐circuit voltage/30 V load voltage and 310 V/240 V) and a constant‐voltage power supply with open‐circuit voltage 550 V are used. The arc current is 30 A, the N₂ flow rate is 20 ml/min, and the transverse magnetic field density at the cathode edge is 1.2 mT. The following results are obtained. (1) When the power supply with lower open‐circuit and load voltages is used, a decrease in pressure causes the arc to lose sustainability. (2) When the power supply with high open‐circuit and load voltages is used, the arc can continue even at lower pressure. (3) When the power supply with higher load voltage is used, abnormal discharge behind the magnet field guide‐disk may occur at lower pressure. The above‐mentioned influence of power supply on arc continuity is interpreted in terms of column fall and generation of a new cathode spot. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 128(3): 9–15, 1999     

基于PSM技术的70kV/90A高压脉冲电源的研制

在受控核聚变实验中,辅助加热系统采用高功率微波和高能粒子对等离子体进行加热或驱动。这些部件不仅要求为其供电的高压电源稳定度高,而且要求在它们发生打火现象时,保护时间短(<10μs),高压电源对其释放的能量小,否则这些关键部件极易受到损坏。基于脉冲步进调制PSM技术的高压脉冲电源是许多相同的脉冲电源串联并经过特定的调制方式控制,从而实现高压大功率输出。该高压电源有控制方式灵活、输出功率高、功率因数高、稳定度高、响应速度快、保护时间短、故障时系统对负载的释能小等众多优点。尤其保护时该电源系统储能小,时间短,满足各种高功率微波管和加速器的要求。本文分析了基于主回路的三种控制方式,并选取了PSM技术作为最终控制方式。在此基础上,设计并研制了一套基于PSM技术的高压脉冲电源,实验及运行结果表明该高压电源的线路简洁,控制方式灵活,且各项参数均优于现有基于晶闸管器件的高压电源,最高输出参数约为72kV/90A,能够满足辅助加热系统的要求。     

自收缩效应型液态金属限流器限流特性影响因素的研究

基于自收缩效应的液态金属限流器(liquid metal current limiter,LMCL)有自动检测限流、故障排除后可自恢复、填充介质对环境友好、结构简单以及体积小的独特优点,具有良好的应用前景。通过测量不同情况下限流过程回路电流以及LMCL的电弧电压,实验研究了LMCL限流特性的影响因素,为LMCL结构的优化设计提供参考依据。实验结果表明:LMCL的限流效果随着弧前时间的缩短以及电弧电压的上升而愈加明显,弧前时间和电弧电压受预期短路电流和LMCL结构参数的影响;同时实验过程中发现,大电流下电弧压力对LMCL限流性能会产生不利的影响,为解决此问题,提出了一种带有压力释放功能的限流器结构,可以有效地改善限流效果。