7.5 kW电动汽车碳化硅逆变器设计

第三代功率半导体碳化硅SiC(silicon carbide)具有高耐压等级、开关速度快以及耐高温的特点,能显著提高电动汽车驱动系统的效率、功率密度和可靠性。首先,设计了两电平三相逆变器主电路和带有保护功能的隔离型驱动电路,使用LTSpice仿真分析了门极电阻对驱动性能的影响;其次,建立了逆变器的功率损耗与热阻模型,使用Icepak对散热器进行了散热分析;再次,讨论了PCB板寄生参数对主电路和驱动电路的影响,并提出了减少寄生参数的措施;最后,采用CREE公司的1 200 V/40 mΩSiC MOSFET制作了1台7.5 kW的实验样机,并给出了测试结果。     

基于H桥级联的STATCOM换流模块驱动保护电路设计

驱动保护电路是电力电子装置重要的组成部分,关系到电力电子装置的安全可靠运行。针对H桥级联的S TAT C O M,为其设计了驱动保护电路。该电路能够实现死区的灵活设置、工作状态的自检测、本地分级保护以及详细故障状态上报等功能,大大提高了STATCOM工作的可靠性。最后通过电力电子仿真软件(Simulation Program with IC Emphasis,PSPICE)和实验对该电路的性能进行了测试和分析。结果表明,该电路能够很好地实现对H桥电路的驱动和控制,并且能够实现对故障的快速处理,可靠性高。     

一种便携式消磁设备误差测试仪的研制

介绍了一种基于模块化思想的消磁设备误差测试仪,用于实现某型消磁设备的综合性能测试。该系统由三维亥姆霍兹线圈驱动电路、多通道信号采集和信号源3个主要模块组成。设计了基于自动控制原理的三维亥姆霍兹线圈驱动电路模块;通过滤波放大电路、隔离电路和A/D转换技术实现多通道微弱信号精确采集以及通道间相互隔离;利用直接数字频率合成技术产生标准的测试信号。用户实际测试结果表明,该误差测试仪精度高,性能稳定可靠,能够满足舰船上及消磁站内对消磁设备综合性能测试的需求。     

能量回馈型超声波电动机驱动与能量采集电路设计

针对能量回馈型超声波电机既具有精密驱动功能,又具有振动能量采集功能的要求,设计了基于TMS320LF2407的能量回馈型超声波电机驱动与能量采集电路,分析了电路的各个组成模块,并对电路硬件进行了设计与仿真;研制了电路硬件系统,搭建了电路测试平台,对电路进行了测试分析。研究结果表明:设计的驱动电路能够满足超声波电机的驱动要求,能量采集电路具有较好的采集回收功能,为在能量供应不足的场合实现超声波电机的持续应用提供了一种可行的解决方案。     

LED恒流驱动电源芯片建模与仿真

在集成电路设计的实际工程应用中,采用电力电子软件建立的电路模型只能反映电路的基本工作原理而难以模拟实际电路的工作状态,因此不利于集成电路设计人员理解和掌握各电路模块之间的联系,进而影响产品研发进度。针对此问题,介绍一种基于SIMetrix软件对LED恒流驱动电源芯片进行建模与仿真的方法,应用该方法对一款恒流驱动芯片的控制功能、启动功能和保护功能进行了仿真研究。对该驱动芯片样品的测试结果表明,应用SIMetrix软件进行芯片建模及仿真的可行性。     

智能化IGBT驱动电路研究

研究并设计了一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的智能化IGBT驱动电路.该电路由CPLD实现各种控制、保护逻辑.驱动电路的高、低电平驱动方式可通过改写CPLD中VHDL源代码来实现.同时,该电路可以选择两路直接驱动和桥臂互补驱动两种工作模式.电路具有开通盲区设置,死区时间设置功能,短路保护运用软降栅压结合软关断技术,软降栅压时间,软关断斜率可通过外接电路自由整定.电路本身自带隔离驱动电源.试验证明该电路具有良好的驱动及保护能力.     

用逻辑信号直接驱动直流电力控制SSR的新技术

提出一种只要用逻辑信号就能直接控制直流电力控制固态继电器(SSR)的新技术;其特征是不要外接偏置电压源,而由一个特殊隔离变换器将输入逻辑信号变换为能快速开通或关断IGBT模块的驱动电力.该变换器首先对输入导通信号进行短时的累积储能以达到足够的电能,然后释放为模块的驱动电力,从而实现用信号线就能直接控制SSR的先进控制方式.结合此技术,还提出了关断缓冲电容器能量的自动放电复位电路.文中给出了新技术的基本电路结构与设计方法;对电路的工作原理进行了理论分析.对电路进行的仿真研究与实验测试,均表明该技术可行且性能优良.     

基于XC2268N的纯电动汽车整车控制器设计

在纯电动厢式货车关于稳定运行和故障保护的技术标准下,基于英飞凌16位单片机XC2268N设计了一款应用于纯电动汽车的整车控制器。该设计方案在硬件上采用若干模块化电路搭设系统框架,实现信息采集、驱动输出和CAN网络等功能;在软件上设计了一种层次式架构,驱动层代码提供与硬件配置隔离的软件接口,调度层调用驱动软件以实现故障诊断与保护和安全运行等基本任务,核心层通过任务安排实现控制策略,实现代码的高鲁棒性和高可移植性,软件通过了依照MISRA-C标准进行的静态测试,使用模拟测试平台进行了集成测试和功能测试,并用实车路测实验验证了整车控制器的有效性。在典型的工况循环下对整车运行性能进行了评估。     

电声电型非电气接触式全桥模块门极隔离电源研究

多电平换流器中,一般采用变压器实现每个全桥模块门极驱动电路和电源之间的隔离和绝缘。该文基于超声波式非接触电能传输技术,提出电声电型非电气接触式全桥模块门极隔离电源,它主要包括发射换能器、接收换能器、亚克力棒传输介质和补偿电路。分别给出声电、电声换能器和传输介质的设计依据,介绍了换能器的等效电路,采用COMSOL软件对压电换能器进行仿真并介绍了压电换能器的最简等效电路。详细叙述了补偿电路的设计方法,包括发射侧补偿电路的设计方法和接收侧补偿电路的设计方法。搭建实验平台,验证了补偿电路的有效性,对比了超声波式非接触电能传输技术和磁感应式非接触电能传输技术的抗电磁干扰能力。实验表明,该文设计的隔离电源可以有效地为门极驱动电路供电,使全桥模块正常工作,与磁感应式门极驱动电源相比,具有抗电磁干扰强的特点,适用于电磁环境复杂的各种门极驱动场合。     

高速磁隔离驱动及保护信号双向传输设计

分析了脉冲变压器磁隔离驱动的技术特点,对磁隔离驱动信号传输技术原理进行了分析研究,分别设计了共享磁隔离变压器的同步脉冲群调制解调正向和故障保护信号反向传输电路,同步脉冲群调制电路能够快速对误动作进行恢复且脉冲宽度可调,故障保护的反馈设计可以在驱动电路发生故障时及时停止输出,并将故障信号返回到输入端,封锁驱动信号.对整个电路的设计进行了理论分析、仿真和样机电路制作,该磁隔离驱动电路经绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动实验,可以可靠实现驱动和故障信号双向传输.     

新型IGBT驱动模块6SD312EI的应用研究

介绍了一种新型高性能、高电压集成型三相六通道IGBT驱动模块6SD312EI。该模块以专用SCALE芯片组为基础,与Econopack IGBT模块匹配使用,具有准确可靠的驱动功能和灵活可调的过流保护功能。文中给出了该模块与同类产品2SD315AI-33相比的显著性能特点,介绍了该模块基于DSP的超导磁体无功补偿和谐波治理中的应用情况,讨论了实际应用中的一些注意事项。实验结果证明,该模块性能好,能快速输出IGBT的PWM驱动信号。     

基于CPLD的船舶驾驶台模拟器设计研究

为了改进现有船舶驾驶台模拟设备的真实感不强、集成度不高以及数据传输效率低下问题,从软硬件两个方面提出了一种新的驾驶台模拟设备设计方案.硬件方面,以CPLD作为核心控制单元,设计了模拟设备驱动电路以及基于USB20D模块的高速数据传输通道;软件方面,以VS2010作为开发平台,利用USB20D模块自带的驱动模块,完成了上位机通信程序的设计.通过实验及实际操作可知,新的驾驶台模拟设备在外观及功能上与真实设备相仿,具有较强的沉浸感,同时对现有设备的扩展性能进行了增强.     

基于IRAMS10UP60B的功率驱动板

IRAMS10UP60B是IR公司生产的新型集成功率模块，它在一个单独的隔离的封装内提供了一个非常紧凑的、高性能的AC电机驱动器，设计非常简单。文章着重介绍了基于该模块的功率驱动板设计以及模块的特性、内部结构及其工作原理。其集成化特性简化了功率驱动板的设计，只需增加少量的外部线路，就可满足不同用户的需要。     

基于IRAMSl0UP60B的功率驱动板

IRAMS10UP60B是IR公司生产的新型集成功率模块,它在一个单独的隔离的封装内提供了一个非常紧凑的、高性能的AC电机驱动器,设计非常简单.文章着重介绍了基于该模块的功率驱动板设计以及模块的特性、内部结构及其工作原理.其集成化特性简化了功率驱动板的设计,只需增加少量的外部线路,就可满足不同用户的需要.     

基于IRAMS10UP60B的无刷直流电机功率驱动板

IRAMS10UP60B是IR公司生产的新型集成功率模块。它在一个单独的隔离的封装内提供了一个非常紧凑的高性能AC电机驱动器,设计非常简单。该文着重介绍了此功率驱动板的设计以及模块的特性、内部结构及其工作原理。     

一种三电平高压变频器IGBT驱动电路的实现

三电平高压变频器对IGBT驱动电路有特殊的要求,比如:高低压侧的隔离问题、绝缘等级、动态驱动能力以及快速保护功能都有严格的要求。采用美国Unitrode公司生产的UC3726/3727驱动IGBT芯片对,两芯片可组合使用,从而可以达到理想的驱动效果。测试结果表明了该方法的可行性。     

USB总线数据采集设备驱动程序的设计

结合基于USB总线的数据采集设备,介绍了WDM驱动程序的工作原理,设计原则和设计方法,并给出一个实现块传输的USB设备驱动程序例程,详细的介绍了该例程的各个功能模块。该例程性能稳定,传输可靠,已应用于数据采集设备中。对系统的性能进行测试的结果表明：数据的传输过程达到了设计的要求。驱动程序设计过程的详细介绍对USB专用设备驱动程序的设计和开发具有良好的参考应用价值。     

混合封装IPEM中功率电路的高频环流及其对控制驱动电路的影响

混合封装电力电子集成模块(IPEM)内功率电路对控制和驱动电路的电磁干扰是非常重要的问题,本文通过仿真和实验发现直流母线的寄生电感与功率器件的寄生电容在开关瞬态的高频寄生振荡是引起IPEM内EMI的主要原因之一.研究表明这个寄生振荡电流不经过负载而直接在正负直流母线和开关器件之间流动,形成一个高频的环流,从而对模块内的控制和驱动电路造成不利的影响.     

高压大容量有源电力滤波器并联运行研究

由于功率器件耐压水平和载流能力的限制,传统有源滤波器难以实现对高压大容量非线性负载的谐波补偿.本文提出一种有源电力滤波器,它由几个采用二极管钳位型多电平拓扑结构的滤波器模块组成.该滤波器模块采用多电平拓扑结构,很适合于匹配高电压等级,而且当补偿量超出实际输出容量时,能根据自身容量对电网谐波进行抑制.这种有源滤波器通过并联几个滤波器模块充分抑制电网谐波,使得每个滤波器模块不需要很大容量,运行独立灵活,解决了容量灵活扩充的问题.除了对该有源滤波器进行理论分析,本文还对其闭环控制策略进行研究.理论分析和仿真结果表明,所提方案很适合应用于高电压、大容量谐波补偿.