大功率交错式燃料电池直流-直流变换器研究

直流-直流变换器是燃料电池汽车动力系统的核心部件,对整车性能产生重要影响.基于整车动力系统的需求,研发了一种基于SiC功率器件的大功率交错式燃料电池直流-直流变换器,首先对其主拓扑结构和硬件电路进行设计,并对其主电路的主要电路元件进行选型;其次分析选取了控制模式以及控制方法,基于输出电压外环、输入电流内环的双闭环PID控制对直流-直流变换器进行软件设计;然后搭建了测试平台并进行了上位机设计,对直流-直流变换器进行实验研究.研究结果表明:四相交错式燃料电池直流-直流变换器能够满足整车动力系统要求的80kW额定功率值,功率密度约为5.5kW/L;四相交错式Boost电路拓扑结构在抑制电流纹波方面性能优异,其输入电流纹波约为1.06％;在正常的输出功率范围内,直流-直流变换器具有较高的效率,其效率均在98.5％以上.     

级联型多电平逆变器单元电路数字化控制的研究

本文分析了双向直流变换器的工作情况,设计了以DSP为控制核心的闭环控制系统,发挥FPGA硬件速度快、稳定性好的特点设计了移向PWM模块,改变了DSP程序产生移相PWM波的方法,大大提高了系统的适时性,为其应用于级联型多电平逆变器四象限运行奠定了基础。实验表明开关管实现了零电压开通,变换器整体效率达94.2%,具有实用价值。     

基于DSP的数字高压直流电源控制系统设计

针对传统高压直流电源体积大、谐波含量高、对电网污染大等缺点,设计了一种以DSP为控制核心的数字高压直流电源控制系统。该系统主要包含两大部分,第一部分为AC-DC变换器,用于把市电的220V三相交流电整流为720V的直流电;第二部分为DC-DC变换器,把AC-DC变换器输出的720V直流电变换为-80kV的直流输出电压。系统的两个变换器采用各自独立的DSP数字信号处理芯片进行控制,既能实现模块化管理,又便于系统的维护和升级。对该系统搭建了测试平台,验证了系统的可靠性。     

3种大功率直流电源方案的电磁兼容性能分析

调压器调压方案、晶闸管相控整流调压方案与DC／DC变换器调压方案是目前市场上技术最为成熟、应用最为广泛的3种高压大功率直流电源供电方案。采用MATLAB仿真软件对3种方案分别进行仿真,通过对仿真结果的对比,可以看出调压器调压方案具有较好的电磁兼容性能。     

直流微电网中双向LLC谐振型变换器的研究

直流微电网中的DC-DC变换器可以实现直流侧到直流侧的能量转换,而作为隔离型DC-DC变换器中最典型的一种,LLC谐振型变换器在实现能量传递的前提下,同时也可以实现软开关,提高变换器的效率.针对一种双向LLC谐振型变换器进行研究.变换器的整流侧和交流侧均采用全桥结构,通过谐振网络连接.同时对变换器的工作原理、增益特性进行分析,提出一种移相控制策略来调节增益大小,使变换器正向、反向工作状态下都能实现输入电压的宽范围调节.最后采用PSIM软件搭建仿真.仿真结果显示,该电路可以在实现软开关的同时也可以保持输出电压的稳定,并且正向、反向满载空载工作时都可以实现输入电压的宽范围调节.证明了设计结构及方法的可行性.     

起重机串级调速系统

本装置可对交流绕线式电动机进行无级调速,适用于各种起重机的大车、小车及起升机构,带式输送机、电梯及通用机械无级调速。这种调速系统能在次同步转速情况下进行调速,具有同直流调压调速系统相类似的外特性。其基本原理是将交流电机的滑环输出功率通过整流电桥和有源逆变器送回交流电网。本装置的性能优于交流调压调速系统,是一种简单而可靠的交流绕线式电动机转速控制系统。     

应用恒磁通匹配发电机直流母线电压控制分析

针对电传动车辆交直流逆变过程中,直流母线牵引工况瞬态功率不足问题,根据交流发电机励磁调压控制特性,对直流母线电压控制策略进行设计。基于恒磁通匹配,采用PWM脉宽调制信号实现对系统的励磁电流进行控制,从而对发动机变转速运行调压特性进行控制。搭建发动机和发电机电传动系统试验台,对所设计三种控制方案及相关参数对调压控制影响进行分析。分析结果可知:强励值必须控制在一定的范围,系统的瞬态压降才能得到很好的改善;可有效解决滑行过程中因励磁PID控制关闭所导致的车辆欠压问题;很好的改善交流电传动系统直流母线环节的稳定性,为解决功率需求提供可行策略。     

电动汽车DC／DC变换器主电路EMI测试与分析

主要针对电动汽车用直流／直流（DC／DC）变换器主电路的EMI进行测试和分析,得到DC／DC变换器主电路的EMI特征,为设计有效的EMI抑制措施及制订电动汽车零部件电磁兼容标准奠定基础。     

基于复合式发电系统的双向DC/DC变换器研究

太阳能、风能、潮汐能等分布式能源研究与应用日益广泛,采取了一种含储能系统的分布式发电系统模型,利用超级电容构成的储能系统减少分布式能源由于间歇性、不持续性、易波动性给电网带来的冲击。超级电容经双向DC/DC变换器向直流母线供电,针对传统变换器电流纹波较大、开关器件电压应力高的问题,研究了一种新型双向DC/DC变换器,分析了其工作原理,结合一种移相控制策略,能增强系统运行稳定性,减少了能量损耗,提高系统转换效率。     

全桥CLLC的双向隔离变换器设计

"碳中和"计划的提出,为新能源产业的发展带来了前所未有的机遇。电力,在国民经济中的应用将占据更加重要的位置。轨道交通业,作为传统的电力驱动应用行业,氢燃料动力电池等新应用逐渐推广应用。应用于电网与储能设备之间的能量交换的双向直流变换器,日益成为轨道交通产业的研究重点。介绍了双向直流变换器的工作模式,对比了主流双向变换器方案,指出基于LLC谐振软开关技术的双向直流变换器(CLLC双向直流变换器)的优缺点,详细分析了CLLC双向拓扑的工作模态,针对CLLC拓扑特性提出了谐振参数、等效电容匹配性设计方法,保证CLLC变换器正反向工作时软开关的实现。正反向工作时,无需设置不同的工作死区,降低了控制系统软、硬件设计的难度。基于以上研究,搭建了一台20 kW的CLLC双向直流变换器工程样机,在相同死区时间的情况下,测试了正反两个方向工作时的波形,验证了本方法的有效性。     

AC-DC全自动测量系统中自动开关的研制

采用了三个双刀单掷簧片继电器研制了一个快速自动A-DC转换开关. 依据A-DC转化标准, 所研制的开关首次用于埃及国家标准化所的AD-DC全自动测量系统中. 对自动AC-DC转换开关的电路及保护电路进行了介绍, 并使用该转换开关实现了从AC电压源到DC电压源转换的标定, 标定的DC电压源量程为2、 6、 20和 60 V. 最后, 对校准值的不确定性进行了估算.     

压电驱动无针注射器脉冲电源设计

针对压电驱动无针注射对电源的需求,设计了与压电无针注射器配套的脉冲电源,该脉冲电源的驱动控制系统由电池提供12V的直流电压,通过Buck与推挽电路级联电路升压后整流滤波输出0～400V直流可调电压,由反馈电路对输出电压进行校正,最后全桥逆变电路实现输出频率与占空比可调,且输出电压在0～400V随占空比的改变成线性变化的瞬时高压脉冲信号。实验结果表明,该脉冲信号稳定可靠,输出纹波在范围0.5%以内,满足了压电驱动无针注射电源需求。     

一种高精度基准电压源的设计制作

对能引起电源的时间漂移及电源噪声的诸多因素进行了分析,采用了AD581集成三端器件和uA741运算放大器设计了恒温控制电路,并制作了恒温槽,设计制作高精度基准电压源。该基准源被应用于HHSV-1型高压高稳定性直流电源的基准电压,极大的提高了该直流电源的精度,使其高压高稳定性直流电源在输出电压为10000V,负载电流在2mA的工作情况下,输出电压和电流的稳定度、时漂、温漂均达到10—6量级,波纹系数达10—7。该电压源可以用作粒子加速器,质谱计,CT机等高精度医疗仪器的基准源。     

无接触电能传输系统的设计与实现

介绍了一种基于电力电子能量变换技术和磁场耦合技术的无接触能量传输系统的设计[1]。其特色在于实现了给运动物体无接触供电,有效提高无接触供电的传输效率,具有较强的实用价值。该电源由单相交流220V供电,输出电压为直流24V,输出电流最大20A,传输功率近500W,并具有过流与过温保护功能。     

利用交流电直流分量对电网数据进行精确采集与仿真

本文提出了一种利用交流电的直流分量对电网数据进行采集的方法,通过算法论证和仿真结果实现了电网数据的精确采集。首先将三相电源的相电压信号(标准值为220 V/380 V、50 Hz)调理成小幅度的可以测试到的0~5 V交流电压;然后采用全波整流电路进行信号整流;再采用硬件滤波与软件滤波相结合的办法进行信号滤波;最终得出信号的直流分量。并根据电路搭建了仿真模块,从实验平台来验证了理论的可行性和准确性。     

箱式电力电子变压器功率阀塔结构设计

首先对电力电子变压器功率阀塔系统原理进行介绍。然后,在输入电压为AC 10 kV、输出电压为DC 750 V的基础上,分析了功率阀塔结构设计需要满足绝缘配合要求,并结合绝缘配合要求进行了结构设计。最后,通过对功率阀塔进行工频耐压、雷电冲击电压试验分析,验证了其绝缘性能。     

基于共视法的电压源远程校准方法及一致性评价研究

本文针对传统电压源校准方法存在的问题，提出了一种基于卫星共视法的电压源远程校准方法，该方法以非实物标准传递为基础，实现将标准器置于实验室而无需传递至现场进行远程校准，可解决引入附加误差的问题，通过设计基于共视法的电压源远程校准系统，建立校准模型，根据共视原理，实现标准端和被校端电压值远程比对，完成校准。本文对远程校准方法和传统校准方法在直流0～1 V校准点校准结果进行了对比，结果显示两种方法的校准结果差距在5.2×10^-5 V以内。本文给出了两种方法在直流1 V校准点的不确定度评定过程，并通过传递比较法对两种方法的校准结果进行了一致性评价，结果表明，远程法在1 V校准点的扩展不确定度为9.182 44×10^-5 V(k=2),且校准结果与传统法具有一致性。     

基于STC系列单片机的车载逆变电源

针对传统逆变电源启动困难的问题,对控制策略进行了改进,设计了一款以单片机STC12C5A60S2为主控芯片的两级式级联车载逆变电源。该电源以12 V直流电压为输入,通过升压与逆变两个功率变换环节得到了220 V,50 Hz的正弦交流电。在升压环节,采用直流母线电压负反馈,确保了直流母线电压的稳定性;在逆变环节,采用正弦脉宽调制(SPWM)技术,将输出电压的谐波畸变率(THD)降低到了5%以内。此外还对电池电压检测电路、输出电压检测电路、输出电流检测电路、桥臂短路保护电路进行了设计,并研制了实验样机。研究结果表明,采用逆变电路先触发升压电路后触发、根据输出电压实时更新占空比的控制策略,该逆变电源能够顺利启动,稳压特性良好,为以后逆变电源的优化设计提供了参考。     

基于反射式光电传感器的直流电机测速及控制系统

阐述了一种基于反射式光电传感器的直流电机测速及控制系统 ,该系统可适用于无法采用旋转编码器和测速电机进行直流电机测速与控制的场合 .文中采用斯密特触发器、异或门、D触发器以及可逆计数器设计了可用于脉冲计数和转动方向鉴别的倍频译码电路 ,并采用专用电机控制芯片L2 92、F/V变换器 LM2 91 7、D/A转换器 DAC0 832设计了带速度和电流负反馈电机速度微机控制系统 ,可保证负载变化时电机转速的平稳性     

精密仪表用隔离电源系统设计

介绍了电池供电的高精度仪表中，低纹波多组输出的隔离DC/DC变换电路及其微功耗电池保护电路的设计，为解决普通DC/DC变换电路存在的问题，利用晶体振荡器取得稳定的开关频率，通过开关控制把直流电压转换为驱动隔离压压器的交流方波电压，以变换成所需的多组输出，并通过合理的整流，滤流，稳压电路的设计得到高性能直流电压，以满足精密仪表的电源系统要求，在电荷平衡原理的七位半A/D转换器应用中，此电源系统引入的误差可以忽略。