真空开关容性电流开断技术

文中针对目前真空开关在电容器无功补偿领域应用情况,介绍了真空开关电容器投切过程机理及两种检测真空开关容性电流开断能力的合成试验回路设计方案,并分析了目前几种常见真空开关容性电流开断技术特点。此外,介绍了文中开发的纳秒连续脉冲老炼技术。根据实验结果,纳秒连续脉冲老炼技术能有效降低容性电流开断后重击穿概率和重击穿概率分散性,因此该技术对提高真空开关容性电流开断能力具有显著效果。文中期望对促进真空开关的容性电流开断技术的不断进步有所帮助,从而使得真空开关能在容性无功补偿领域向着更高的电压等级迈进。     

A Technique for Increasing Power Transistor Switching Frequency

The use of bipolar transistors in high-frequency power conversion applications is often limited by device storage time. Storage time is related to saturation effects in the power transistor, and an example is shown of the application problem caused by excess storage time in a single-phase inverter operated at variable load. The general principle of reducing storage time by quasi-saturated operation has been known but not well documented. The operation of a quasi-saturated transistor switch is described, showing the improvements in storage time over operation in classical saturation. Further, the use of quasi-saturation techniques is extended to high-power Darlington transistors, where improvement in storage time is more significant than for the simple bipolar device. Results are given for both a 50-A bipolar transistor and a 50-A Darlington transistor. Practical guidelines are given for selecting suitable circuit components.     

提高变压器抗短路能力的工艺措施

国家电力公司安运部和国家机械工业局行管司联合下发的安运技[1998]93号文件的附件指出:"变压器短路事故损坏的原因主要是产品本身抗短路能力不足".为提高变压器抗短路能力,在设计上要进行内绕组静态和动态计算.工艺上要采取严格措施,控制绕组高度差和结构对称性,保证达到设计计算的安匝平衡要求,以减少电动力;还要保证夹件和压紧件的机械强度;高、中、低压绕组应分相整体套装,按设计压力均匀压紧,保证绕组的轴向强度;内绕组采用硬纸板筒等. 我厂围绕上述要求,对提高变压器抗短路能力做了以下工作.     

一族开关电容调节器

传统的PWM直流变换器由于电感的存在,限制了能量传递速度。而开关电容变换器中不存在电感,能量通过电容直接传递,具有很好的动态特性。但其输出电压受电路结构限制不可调节,且开关瞬间有很大的冲击电流。本文采取将以上两种变换器进行复合的思路,分离出一族基本的开关电容单元和开关电感单元,将这两种单元进行两两组合,推导出了一族开关电容调节器。变换器同时具备开关电容模态和开关电感模态,采用电容作为传递能量的元件,因此具有动态响应快的优点。开关电感模态使其克服了传统开关电容变换器输出电压不可调的缺点,通过改变占空比即可调节输出电压。在实验室完成了一台基于其中一个变换器拓扑的1.2V/130A输出的电压调节模块原理样机,从而验证了理论分析的正确性。     

The Cascade Connection of Switching Regulators

A method for the cascade connection of switching regulators is introduced which is useful for low-voltage power supplies. It is common to use a reactor with a secondary winding in order to obtain a sufficiently small step-down ratio (Eout/Ein). In this method, how-ever, a switching surge occurs because of the leakage inductance of the two-winding reactor. On the other hand, by the method presented here, we will be able to have a sufficiently small step-down ratio and a sufficiently large regulation range with no occurrence of the switching surge. Furthermore, a new method is proposed for isolating the supply and the load circuit.     

场终止型绝缘栅双极型晶体管的开关瞬态模型

新一代场终止型（field stop,FS）绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor,IGBT）的仿真模型目前都是采用传统穿通型（punch through,PT）IGBT的建模方法,由于FS结构与PT结构在厚度、掺杂浓度等方面都存在很大的不同,不可避免的会存在较大的偏差。在对已有PT模型进行理论分析和公式推导的基础上,根据FS型IGBT的结构特点和工作机制,在场终止层内采用了大注入的假设条件,同时考虑基区内载流子的复合作用,提出了一种改进的FS型开关瞬态模型。通过2种模型仿真波形与实测波形的比较,验证了该模型具有更高的准确性。     

提高脉冲逆变器开关频率的技术——最佳基极驱动电流和抗饱和电路的设计

大功率晶体管逆变器在当代高性能的逆变器装置中显示了其突出的优点,其中提高其开关运行的频率是至关重要的。本文介绍的提高功率晶体管开关频率的措施,经实践证明可使功率晶体管在20kHz的开关频率下带负载可靠地运行。     

适于微电网可控开关无缝切换的无源网络优化设计

含可再生能源的分布式发电系统在配电网和微电网中的渗透率正日益提高,供电可靠性得到提高。但配电网和微电网中大量敏感负荷对电压质量的要求日渐严格,要求外部电网故障时微电网工作状态能"无缝切换"。针对现有微电网与外部电网连接的可控开关方案在无缝切换过程中存在的问题,文中提出了一种适于微电网可控开关无缝切换的无源网络优化设计方案。在外部电网发生电压暂降时刻实现微电网向孤岛模式的无缝切换,确保敏感负荷的可靠运行,同时也有效实现微电网公共连接点电能质量问题的综合治理。通过数学建模和数值计算确定了无源网络的优化设计方法,建立了典型算例的PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真验证了该方法的有效性。     

双管正激型开关电源研制

介绍一种具有辅助谐振网络的双管正激变换器电路,主功率器件采用IGBT元件,由功率二极管、电感、电容组成的辅助谐振网络能改善IGBT的开关条件。详细分析了电路工作原理,给出了主要参数设计方法。设计了一台输出电压为48V、输出功率为1．5kW、工作频率为80kHz、谐振频率为350kHz的开关电源实验样机,在额定工作状态下效率达90．6％。该电路结构简单、成本低、工作频率高、效率高,与普通双管正激变换器相比有较高实用价值。     

脉宽调制功率晶体管驱动装置

介绍了为直流电动机脉宽调速系统而研制的功率晶体管基极驱动装置，讨论了对功率晶体管基极驱动电路的要求，提出了具有自动保护和自动调节功能的驱动电路，分析了这种新型驱动装置的工作原理。     

相控开关的最佳投切相位研究

相控开关的核心问题之一是最佳投切相位的确定,而最佳投切相位又与断路器的预击穿绝缘特性密切相关。针对断路器预击穿特性对最佳同步关合目标相位的影响,文中引入了关合系数k,并对其进行分类讨论,详细分析了断路器合闸时的预击穿物理过程,同时考虑到断路器动作时间分散性,得到了不同绝缘强度下降率(RDDS)与机械分散性条件下的最佳投切相位计算公式。     

双极型静电感应晶体管的开关特性

根据双极型静电感应晶体管的通断特性，提出了开关特性的测试方法。测试和给出了GJ12D双极型静电感应晶体管的开关参数、曲线和反偏参数。将GJ12D与国外的双极型晶体管和功率场效应管进行了比较。     

光开关及其转换时间测量

光开关在未来全光网中发挥着重要作用.准确测量光开关的转换时间为其应用在不同领域提供了参考.所制作一套光开关转换时间分析仪,已用在试验和教学中.     

多电平逆变器软开关技术的研究

分桥和比较了各种多电平逆变器软开关技术的工作原理和主要特点，并讨论了其研究应用现状和发展前景，对其研究方向作出了评估。     

提高晶体管校表源可靠性的有效措施

从保护功放管出发,比较详尽地分析了校表源放大回路系统中各个环节的保护问题,并给出了实用的保护电路.这对于提高晶体管校表源的可靠性具有一定价值.     

超声电机的软开关驱动电路

由于超声电机需要幅值较高的驱动电压,因此其驱动电路需要变压器升压。利用半桥电路作为驱动器拓扑,可以解决电路偏磁问题,并消除开关管的电压尖峰。驱动器的容性负载性质使开关工作在硬开关条件下,在驱动电路中加入电感,可以使驱动电路的负载性质由容性转变为感性,实现开关管的零电压开通,减小开关损耗。给出了外加电感大小的设计准则,并进一步用变压器的励磁电感来代替外加电感。进行了驱动TRUM-60型超声电机的实验,结果证明了该方法的有效性。     

开关电源保护电路的研究

开关电源保护电路关系到电源的安全性和可靠性。本文较系统地研究了开关电源的防浪涌电流的软启动电路，防过压、欠压、过热、过流、短路、缺相等的保护电路。并研究了各种保护电路的综合应用及其注意事项。为开关电源的设计和保障开关电源安全可靠工作提供了经验。     

ZFW—500型GIS中接地开关开合感应电流试验

本文着重介绍了国内首次进行的ZFW—500型GIS的接地开关开合感应电流试验的试验方法、试验线路、试验结果及试验情况分析。     

辅助管实现无损吸收的零电压转移BOOST电路

介绍一种改进型ＺＶＴ－ＢＯＯＳＴ电路,辅助管增加了无损吸电路,进一步提高了软开关电路的效率。分析了电路的工作原理,给出了仿真结果与实验结果以及主要参数的设计。