大功率有源电力滤波器驱动电路的设计

有源电力滤波器的主电路为由IGBT构成的逆变器结构,尤其是对大功率的有源电力滤波器,其主电路IGBT的可靠驱动以及故障检测是保证有源电力滤波器稳定运行的关键所在。因此针对100 k V·A的有源电力滤波器驱动电路进行设计,光纤接口电路实现了强弱电之间的隔离;并以2SD315AI作为核心驱动模块,据此设计了相关的外围电路,并针对驱动的关键问题进行了探讨分析,成功设计了驱动电路。经实际测试,对IGBT驱动特性良好,应用于有源电力滤波器,实现了对谐波电流的补偿。     

用于功率变换器的IGBT驱动核心电路——单电压等级供电的简单高效的门极驱动和保护电路

1 引言除了功率模块以外,每个电力电子系统都还有另外一个关键部件——IGBT驱动电路,它们是功率晶体管和控制器之间非常重要的接口电路。因此,选择适当的驱动电路就和逆变器整体方案的可靠性紧密相关。与此同时,驱动电路还应该具备最广泛的系统适应性和用户接口友好性。例如,在一个电力电子逆变器中,微控制器提供系统正确运行所需要的数字信号。IG- BT驱动电路的功能就是将来自于微控制器的信号转换成具有足够功率的驱动信号,来保证IGBTs安全地关断与开通。另一方面,IGBT驱动电路为微控制器和功率晶体管之间的电压提供电气隔离。为了在系统出现故障时功率模块得到正确和有效的保护,保护功能也被集成到驱动电路中上。     

基于半桥级联的MMC子模块驱动保护电路设计

对于电力电子装置而言,驱动保护电路的设计可以说是非常重要,其直接关系到电力电子装置能否实现可靠、安全的运行.主要针对子模块为半桥结构的MMC变流器,设计了子模块的驱动保护电路.该电路可以实现对子模块中的IGBT器件进行驱动,并且可以实现故障的快速定位和处理,实现了对IGBT器件的保护,使MMC变流器的工作可靠性得到了大大的提高.最后通过仿真软件PSIM以及实验对所设计的电路进行了验证和分析,结果表明,该电路能够很好地实现对子模块电路的驱动和保护,并且能够满足故障条件下的保护需求.     

洗衣机控制器的模块化设计

本文主要阐述了滚筒洗衣机控制器的模块化设计,包括硬件和软件上的模块化设计。硬件上将显示板、主控板和驱动板分别设计;软件上可分为两种方式来进行模块化设计,一种是以负载为模块的方式,一种是以功能为模块的方式。模块化设计不仅可以提高产品开发的效率,也可以降低开发成本和售后维护成本。     

模块化LED路灯散热设计探讨

针对当前LED路灯多采用整板式结构存在的散热和维护难题,结合LED路灯产品设计实践,从配光、驱动及散热等方面出发,阐述了LED路灯的模块化设计构想。通过模块化,LED路灯灯具能够实现现场快速维护及部件循环利用,有效延长LED各灯的生命周期,是一种行之有效的LED路灯散热解决方案。     

主电路模块化设计在大功率电源中的应用

在大功率电源产品的结构设计中,主电路的结构设计至关重要。本文提出了一种用于三相独立叠层母线电源的主电路模块化设计的思路。每相独立成为一个单元,有独立的散热器和风道,便于功率模块的散热,满足热设计的要求,便于产品的安装及维护。     

有源滤波器IGBT驱动模块应用与性能分析

针对有源电力滤波器( APF) IGBT的驱动问题,利用2SD106驱动模块,搭建了有效的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动电路.通过分析2SD106驱动模块特性,设计出电压抑制及互锁电路、电压监控及错误复位电路,并在不同频率下将其与常用驱动模块进行了驱动能力和通断情况的性能对比.实验结果表明,该设计能提供有效的IGBT驱动信号,驱动效果良好,并能提供相应保护,保证系统可靠运行.将提出的驱动电路成功应用于一台100 kVA APF实验样机,样机的长期运行证明了该设计的有效性和实用性.     

基于PS12036的三相永磁同步电机逆变电源设计

PS12036是一款集成了IGBT功率器件和驱动保护电路的智能功率模块.根据其器件特性和工作原理,设计了基于PS12036的逆变电源电路及数字信号控制器DSPIC30F6010接口电路,研究了采用磁场定向控制算法产生三相永磁同步电机PWM驱动信号的实现方法,并且用样机验证了设计.     

配电网静止同步补偿器的驱动与吸收电路设计

配电静止同步补偿器(DSTATCOM)的可靠性与主电路功率开关器件的驱动和保护密切相关,DSTAT-COM运行中的诸多故障很大程度上与主电路功率开关器件有关。为了使功率开关器件稳定、可靠的工作,讨论并设计了DSTATCOM主电路功率开关器件IGBT的驱动电路和吸收保护电路。驱动电路采用集成智能驱动模块2SD315A,该模块集驱动、隔离、保护为一体且结构简单、功能强大、使用方便,非常适合于实际装置的开发。给出了利用2SD315A设计驱动电路的详细过程并为2SD315A设计了可靠的上电复位电路吸收保护电路采用RCD型电路,介绍了RCD型吸收保护电路的工作原理。根据RCD型吸收保护电路的工作原理和吸收保护电路安全可靠工作的目的建立了电路参数优化设计的数学模型。该模型中以功率开关器件承受的浪涌电压最小、放电时间常数最小和投资成本最小为目标函数。然后通过并行自校正多目标遗传算法优化吸收保护电路参数,给出了一个设计实例。实验装置的实际运行证明:所设计的IGBT驱动保护电路性能优良、可靠性高,对其它同类型的电力电子装置有较好的借鉴作用。     

并联谐振感应加热电源扩容设计与应用*

为提高大功率并联谐振型感应加热电源的稳定性和功率密度,在电源设计中采用了IGBT和逆变桥双重并联的扩容方法,其中双重并联设计的重点是IGBT和逆变桥的均流.在基于IGBT并联模块驱动脉冲一致的情况下,分别建立了IGBT和逆变桥并联电路等效模型,分析了电路杂散参数对均流的影响.利用Simulink仿真验证了杂散参数对IGBT和逆变桥均流的影响.在电源样机中通过对并联IGBT模块驱动脉冲的一致性设计和合理的结构设计,取得了较好的均流效果.     

基于DSP的永磁电机数字交流伺服系统的硬件设计

本文提出了一种基于DSP的数字交流伺服系统的硬件电路,包括主回路、驱动电路、存储器扩展、电流环和速度环的硬件电路设计.本系统采用价格便宜的电阻器来检测永磁同步电机的三相电流,功率主回路采用六单元的IGBT模块CPV363M4K来组成逆变桥实现直流到交流的逆变,控制器采用TI公司的TMS320F243.     

江西电网移动式直流融冰装置设计及其系统试验

根据江西电网的实际情况,提出2种分别适用于500 kV线路和220 kV及以下电压等级线路的移动式直流融冰装置设计方案。前者考虑融冰、直流输电等多种用途,以可关断元件绝缘栅双极晶体管（IGBT）构成的电压源型换流器（VSC）为基础,通过模块化设计,实现装置与半挂式平板拖车整体移动。后者以简单实用为前提,采用基于晶闸管的三相全控整流桥的主电路结构,整体装置通过集装箱吊装实现移动化。结合现场调试经验,提出了较为完整的直流融冰装置调试试验方法及其注意事项,为类似装置的工程应用提供了有益的参考。     

基于模块化的继电保护操作板测试仪

研制了一种基于模块化的继电保护操作板测试仪,该测试仪由操作板端口输入模块、检测电源输入模块、继电器接点转接模块和发光二极管判断模块组成。4个模块构成2个回路:检测电源回路和继电器接点动作判断回路。直流检测电源利用波段开关选择端子输入到操作板的继电器线圈回路,继电器的接点动作利用发光二极管的光信号显示。详细地介绍了每个模块的结构和功能,以及测试仪的操作步骤。现场试验表明,操作板测试仪能安全、高效地检验继电保护操作板继电器的继电特性。     

IR2111和IR2130在PWM直流伺服系统中的应用

介绍了IR2111和IR2130功率MOSFET/IGBT驱动器的特点 ,分析了以IR2111和IR2130作为功率元件驱动器的PWM直流伺服系统主电路的工作原理。     

单相蓄电池放电装置中DC/AC变换保护电路的设计

介绍了一种新型的单相有源逆变蓄电池回馈放电装置中DC/AC变换保护电路的设计方法,电路具有IGBT过流、过热、直流过压、输出交流过压、输出交流欠压、输出交流过流等多种保护类型,对从事电力电子技术特别是蓄电池放电技术研究的工程技术人员具有较高的参考价值.     

基于半桥子模块的模块化多电平换流器内部故障诊断及对策

摘 要：半桥子模块（（half bridge sub-module,HBSM）是构成HBSM型模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）的基本单元,HBSM开路或短路故障是MMC的常见故障,实现对其快速、准确地诊断及可靠地保护关系到MMC-HVDC系统安全稳定运行,具有重要研究意义。该文首先对HBSM中IGBT的开路、短路故障进行了全面的故障特性分析,基于故障特性分析,在仅需要测量子模块电容电压,不需要增加额外测点的情况下,提出了HBSM中IGBT的开路、IGBT或反并联二极管（FWD）短路故障的诊断策略,提出的诊断策略逻辑简单,计算结果仅有“0”、“1”和“∞”3种形式,且不受外部交直流系统故障的干扰。在提出故障诊断策略的基础上,设计了冗余HBSM处于“热备用”运行状态时的故障隔离策略,实现在不用闭锁整个换流站的情况下可靠地隔离发生故障的HBSM。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真试验,验证了所提出的故障诊断策略及隔离方案的可行性。     

高压变频调速微机保护系统的研究

由于高压变频装置及其故障的特殊性,使得与高压变频调速系统相关的保护理论和保护装置亟待完善和提高。为此,在分析三电平高压变频装置主拓扑结构的基础上,针对该装置的特点及可能出现的故障情况,从保护系统的设计要求入手,着重分析了高压变频调速保护系统的要求、功能和基本原理;阐述了保护系统的硬件设计和特点,构建出系统的硬件整体结构;叙述了软件部分中断保护程序的设计方法、特点,介绍了基于"继电器功能模块"的保护逻辑判断方法以及为解决频率变化问题而提出的测频方法和改进的傅氏算法,力图解决目前国内高压变频调速系统在保护方面存在的不足。     

IGBT串联均衡控制方法及其高压直流装备应用可行性研究

大功率电力电子技术一般通过器件或模块串联实现高电压耐受,在常规高压直流和早期柔性直流输电换流器中,采用了晶闸管或IGBT直接串联技术。而基于模块级联的换流器技术因具备高扩展能力,成为目前柔性直流输电主流路线,同样也应用于高压直流断路器等设备中。首先,对IGBT器件直接串联的技术进行探讨;然后,分析串联IGBT开关组件在柔性直流输电、高压直流断路器等场合应用的方式,提出对应的设计方案;最后,对设计方案进行分析计算。研究结果表明,在现有的基于级联模块的高压直流断路器设备中,通过采用IGBT直接串联组件,可以有效地降低其体积和成本,但对于柔性直流换流器,该方案没有显著的提升效果。     

基于DSP的大功率交流调压电源的设计

针对传统的相控调压技术在交流调压源设计中存在的缺点,采用全控型器件IGBT设计了交流调压源主电路,应用TMS320F2812 DSP芯片构建的硬件平台,设计了一种基于DSP脉宽调制的大功率交流斩波调压电源。对其系统结构设计做出了说明,实验结果验证了该设计方案的可行性,在交流调压、恒流控制等领域具有很大的应用空间。     

一种具有直流故障限流能力的模块化多电平换流器

为解决传统半桥型模块化多电平换流器(MMC)无法限制直流故障电流的问题,提出一种改进型子模块的MMC拓扑。与传统半桥型子模块拓扑不同,交流输出端口增加了阻断IGBT及其旁路吸收回路。本文首先分析改进型子模块的工作原理,在此基础上开展基于该子模块的MMC的故障限流机理及其主要功率开关器件的电气应力的研究,并通过仿真算例对所提出的拓扑进行了验证。仿真结果表明基于改进型子模块的MMC拓扑在原有正常模式下不需要改变控制策略与调制策略,而在故障阶段能够迅速实现故障电流阻断效果,通过引入旁路吸收回路,进一步降低了对电路触发脉冲一致性的要求,因此在未来高压直流输电系统领域具有良好的工程应用前景。