基于Buck型电路的感应加热电源控制算法研究

针对感应加热电源存在的精度低、谐波污染高和效率低等问题,传统方法一般是采用PID或者模糊控制法对逆变电路进行优化,很难达到预期效果。基于节能环保的理念,设计了一种模糊滑模控制算法对电路进行优化,通过仿真建立了20 kW/100 kHz的Buck型感应加热电路,采用模糊滑模控制算法对Buck型电路进行控制,提高了输出电压的稳定性和快速响应性,实现了近似输出恒定功率的控制及较低的谐波含量,使感应加热电源具有更好的鲁棒性和自适应能力;符合IEC61000—3—2ClassA标准。     

一种基于混合单元的新型串级逆变电路

串级逆变电路是在高压在功率电力电子变换器中应用较多的一种变换电源。作为这种电路的改进，基于“混合单元”的串级逆为电路在近几年得到了发展。在现有的串级逆变电路拓扑的基础上对混合单元型串级逆为电路进行了理论分析，提出并试验验证了采用电压比为：（1：3：9）的混合单元串级逆变电路，实现了了多达27电平的正弦波形输出。     

高频逆变电路在非接触感应电能传输系统中的应用

针对可控偏心器中非接触感应电能传输系统的电源部分,分析了高频逆变电路的主电路及控制电路的性能,利用Multisim软件对全桥逆变电路进行仿真分析,并设计制作出了高频逆变电路。通过对全桥逆变电路的性能实验,测试出逆变电源的最大输出功率可达300 W,输出频率可调,范围可从0 Hz达到100 kHz,为非接触感应电能传输系...     

电力推进船舶三电平变频调速电源研制

介绍了用于电力推进船舶系统中的三电平变频调速电源装置的研制.整套变频电源装置由主控芯片IMS320LF2407控制,采用IGBT功率模块作为开关器件,采用转速闭环转差频率控制.逆变电路部分采用二极管箝位的三电平电路,利用三电平SVPWM方法,构造出正二十四边形电压矢量来使电机定子磁链运动轨迹逼近圆形.利用短矢量两个等效开关状态的切换来维持三电平逆变电路电容电压平衡,减小电容电压变化.整个变频电源装置具有结构简单,工作可靠,功能完善,输出电压谐波含量少等优点.     

基于FPGA的感应加热逆变控制器设计

针对感应加热控制器存在的电路复杂、温度漂移等问题,对中频感应加热逆变电路进行了分析,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的智能控制器的设计。同时考虑谐振逆变电路的负载功率因数,建立了全数字锁相环(ADPLL)电路设计,再对感应加热输出恒定功率进行专用软核的搭建设计。由ModelSim仿真结果表明了这种基于FPGA的专用软核设计方案降低了使用成本,实现了输出恒定功率的控制及负载电流信号的跟踪,使系统具有更强的鲁棒性和适应能力。     

介质阻挡放电负载调功原理分析

利用电路谐振产生高频高幅值的正弦波电压的介质阻挡放电电源,通过调整电源的逆变电路的直流输入电压,同时逆变电路开关频率跟踪电路谐振频率,可以实现介质阻挡放电负载功率的近似线性调整。研究表明,随着逆变器直流输入电压的增加,负载放电电流逐渐增大,负载功率逐渐接近于给定直流电压下的电源输出的最大功率,负载功率因数逐渐增大,逆变器输出因数逐渐接近于1,电源效率逐渐增加。     

一种新型5电平拓扑逆变器的研究

近年来,随着高压大功率场合下电力电子装置应用的需求越来越多,同时对输出电压波形和控制精度也提出了很高的要求。于是,多电平逆变器因为其输出波形谐波量较小,开关元件承受电压小,输出电源质量好成为了研究的热点。但是传统多电平拓扑有各自的缺点,因此需要一种新型的5电平逆变电路拓扑,克服其缺点。通过融合飞跨电容电路特点,提出了一种新型5电平拓扑结构。然后通过分析电路的工作原理,提出了电路的控制及调制方法。最后通过仿真和硬件实验验证了电路可以在对电网输出有功功率的情况下稳定工作。表明该电路及其控制方法的实际应用价值。     

20kW／300kHz高频感应加热电源

以功率ＭＯＳＦＥＴ为开关元件，采用多管并联方式研制出２０ｋＷ／３００ｋＨｚ高频感应加热电源，本文对该电源的逆变电路、控制电路、多管并联驱动等问题做了研究和试验，并给出了测试结果。     

电子束焊机用的一种阴极加热电源

提出了一种新型的电子束焊机用阴极加热电源。本电源采用推挽逆变电路来实现功率转换 ,效率高、体积小。控制电路采用专用脉宽调制集成控制芯片 ,电路结构简单 ,便于调试和维修。电源还设置了软起动及过流保护电路 ,以防逆变功率开关管的损坏     

基于多电平变换逆变电路的拓扑分析

多电平变换逆变电路是一种新的、用于“清洁电力电子装置”的变换电路。本文指出实现多电平变换逆变电路的关键问题之一是电平钳位,并以此为依据将现有的多电平电路拓扑结构进行了分类。文中分析了基于“二极管或电容钳位”和“使用独立直流电源钳位”的两类典型多电平路拓扑结构的优缺点,并在现有的“混合单元多电平逆变电路”单元结构基础上提出了一种新的、使用不同电压比的控制方式。     

直流高压发生器设计中的四个关键问题

为了解决基于开关电源技术的直流高压发生器研制中的关键问题,分别介绍了系统方案设计、开关管驱动电路、缓冲电路和高频升压变压器设计4个关键技术。系统主要由功率部分和控制部分组成,前者用高频逆变和倍压整流的方案,后者采用MCU和CPLD结合的架构;开关管MOSFET驱动电路用A316J实现;RCD网络实现缓冲电路的设计;多槽排绕的方式绕制高频升压变压器。调试结果表明,开发出120kV、5mA输出的直流高压发生器可满足现场试验要求。     

SIC MOSFET在感应加热电源中的应用

目前,感应加热电源技术主要朝着大功率、高频率和智能化控制技术的方向发展。然而,随着逆变开关频率的提高,功率器件的开关损耗随之增加。具有高临界雪崩击穿电场强度、高热导率、小介电常数等突出优点的宽禁带半导体材料SiC MOSFET的应用为这一问题的解决提供了理想的方案。本文详细研究了感应加热电源逆变器的设计、SiC MOSFET器件的驱动电路以及电源的功率扩展等问题;开发出了频率超过800 kHz,单逆变桥功率超过50k W的新型感应加热电源;通过并桥处理,电源单机容量可达200 kW,在一定程度上填补了将新型SiC MOSFET器件应用于感应加热领域的空白。     

一种适合高频感应加热电源的触发控制电路

为了提高感应加热电源逆变器的工作和触发控制质量,并满足高频条件下的应用,提出了采用精密波形发生器ICL8038解决这一问题的新方法。设计了感应加热电源逆变触发电路,对触发脉冲的相位补偿、重叠区、死区的产生,以及启动电路进行了分析和设计;对其工作原理、电路结构及应用问题作了详细描述,给出了实验结果。     

一种新型高频感应加热用驱动、保护电路

本文研究了一种电压型高频感应加热电源用MOSFET驱动电路,它结合IXDD414CI驱动芯片进行设计,结构简单、工作频率高、成本低、易实现、可靠性好、抗干扰能力强。可用于400kHz／10kW的MOSFET感应加热逆变电源中。实验结果证明,电路驱动波形良好,能保证功率MOSFET安全、可靠地运行。     

一种新型高频感应加热用驱动和保护电路

研究了一种电压型高频感应加热电源用MOSFET驱动电路,它结合IXDD414CI驱动芯片进行设计,结构简单、工作频率高、成本低、易实现、可靠性好、抗干扰能力强。用于400kHz/10kW的MOSFET感应加热逆变电源中,给出的实验结果证明驱动波形良好,能保证功率MOSFET安全、可靠地运行。     

时间分割式IGBT高频感应加热电源的研究

研究了一种采用时间分割控制方法的IGBT高频感应加热电源。该方法充分利用了IGBT器件的高压大容量器件特性,使采用IGBT替代功率MOSFET制作高频大容量感应加热电源成为可能。采用这种控制方式的高频大功率电源电路结构简单、控制方便,电源的输出频率可以得到极大的拓展,具有很好的应用前景。     

用于高压电力电子装置的辅助电源的设计

高电压宽范围输入的辅助电源在中大功率电力电子装置中被广泛应用,提出了采用工作在DCM状态下单管反激电路的方案设计高压输入辅助电源,计算了变换器的电路参数;根据输入电压高的特点,优化设计了变压器的变比和二次侧的反射电压,考虑到变压器的绝缘和爬电效应,提出了一种高电压输入变压器的绕制方法;设计了RCD吸收电路,极大地减小了主开关管上关断时的电压尖峰。     

基于多电平逆变器的感应加热双频率输出设计

为了提高双频率感应加热设备的电源利用率,对基于多电平技术的双频感应加热的电压输出问题进行了研究。采用阶梯波近似模拟所需双频信号的合成波形,依据近似波形构造逆变器的输出电压波形。利用输出波形的傅里叶展开式,建立以逆变器触发延迟角为自变量的频率信号幅值方程。基于方程的求解结果,对所构造的输出电压信号和相同电平数的常规多电平信号进行基波调制系数及3次谐波调节范围的对比分析、所构造的输出电压信号具有更大的谐波调节范围。采用二极管钳位H桥逆变器拓扑,设计了实现所构造电压信号的逆变器触发方式,并兼顾考虑了逆变器分压电容的电压均衡问题。逆变器的仿真与实验结果验证了所提逆变器触发方式的有效性及对所构造信号计算分析的正确性。     

基于三相-单相变换的新型同相供电系统方案

针对当前电气化铁路供电系统中存在的负序、无功、谐波和电分相等问题,顺应铁路高速化、重载化的潮流,提出一种基于三相-单相变换的新型同相供电系统方案。该同相供电方式的整流侧采用不控整流电路,逆变侧采用H桥级联多电平单相SPWM变流器。由电压有效值和瞬时值双闭环控制,抑制不控整流电路的直流电压波动对逆变侧交流电压的不良影响,为机车负载提供稳定的电压支撑。分析了该新型同相供电系统的工作原理及其在不同工况下的供电性能,并在Matlab/Simulink平台上建立了系统模型。仿真结果验证了该方案的正确性与可行性。     

单相中点箝位开关电容多电平逆变器及其控制

提出一种单相电压源中点箝位开关电容多电平逆变器,该逆变器利用直流母线箝位电容对电源电压进行分割,通过控制电源与电容的串并联实现逆变器多电平输出,并且可以通过扩展进一步提高逆变器的输出电平数量和电压增益。为实现电容的电压平衡,同时降低其电压纹波,逆变器的调制过程考虑了开关的冗余状态,且开关管之间互补工作,调制策略简单。对所提逆变器的工作原理、调制策略、电容电压及相关参数进行了详细分析,并给出了拓扑结构的扩展方法。最后,分别通过仿真和实验,对所提逆变器的稳态性能和动态性能进行了验证。