一种经济实用的数字控制保护电路

电力电子线路的核心多为大功率开关器件,其稳定安全运行至关重要。中利用逻辑门、触发器等数字器件功耗低、反应快、动作准确、抗干扰能力强的优势,对电力电子线路实施有效的过压过流保护。推出一种实用的数字控制保护电路。该方法经济可行,效果可靠明显。     

一种新型ZVT PWM Buck变换器仿真研究

介绍了一种新型零电压转换（Zero Voltage Transition,简称ZVT）脉宽调制（Pulse Width Modulated,简称PWM）Buck变换器,该Buck变换器能在整个周期范围内实现主开关管的零电压开关（ZVS）、辅助开关管的零电流开关（ZCS）和所有无源功率器件的零电压开关（ZVS）;相对于硬开关Buck变换器,该新型Buck变换器的主开关和辅助开关的电压电流应力都很小.详细分析了该变换器的工作原理,并通过仿真验证了该电路的可行性.     

基于耦合电感的零电压零电流软开关Buck变换器

采用耦合电感替代滤波电感的方式,提出新的零电压零电流软开关Buck变换器.对该变换器工作过程的各个模态进行详细的理论分析.给出软开关实现的条件及主电路的参数设计方法,讨论耦合电感匝数比改变对该变换器性能的影响.对新电路进行仿真研究,理论和仿真结果表明,新电路中所有开关器件都实现了软开关.试制一台48V输入、32V输出,开关频率为50kHz的基于耦合电感的软开关Buck变换器样机.实验结果与理论和仿真结果一致,验证了该变换器理论和设计的正确性,实验测得最大效率达到96.5%.     

变换器死区补偿方法

死区效应常导致功率变换器件输出电压和输出电流产生大量谐波,在低速时尤为严重。对变换器的死区补偿技术的研究现状进行了总结和综述,将死区补偿方法进行了归纳总结,并分析了各种方法的优缺点和适用的范围,指出了变换器死区补偿方法的发展方向。对于变换器死区补偿方法的选择和更深入的研究具有一定的指导意义。     

一种计算有向图中所有简单回路的高效算法

给出一种计算有向图所有简单回路的新算法,以降低计算时间复杂度。采用深度优先遍历策略,遍历时借助堆栈来保存遍历起点到当前遍历位置的简单路径,遇到访问过的顶点,则计算该顶点与堆栈中简单路径直接构成的简单回路,或者计算该顶点与已找到的简单回路间接形成的简单回路,经过一次遍历计算出有向图中所有的简单回路。性能分析和实验结果表明,所给算法和Johnson算法相比时间复杂度和计算时间明显降低,可高效计算出有向图中所有的简单回路。     

电路参数变化引起的DC-DC变换器混沌现象的仿真研究

以工作在电感电流连续模式下的PWM型降压式DC DC变换器为研究对象,对其在不同电路参数下的工作行为及其输出特性进行了深入研究。以滤波电容作为变化参数,通过分叉图上的一系列倍周期分叉及u i相空间图上的一系列周期轨道,揭示了DC DC变换器由稳态到混沌态的变化规律。从而证明了电路元件参数的变化可导致DC DC变换器出现混沌行为。并在时域和频域上分别对DC DC变换器从稳态到混沌态的输出电压特性进行了分析,总结了变换器的输出谐波电压从周期1至混沌态在频域上的变化规律,为今后DC DC变换器的优化设计提供了理论依据。     

碳化硅MOSFET开关特性分析及杂散参数优化

为改善碳化硅MOSFET开关瞬态特性,最大限度地发挥碳化硅MOSFET性能优势。首先,简单分析了开通电流过冲和关断电压过冲产生机理,并在LTSPICE仿真软件中建立了双脉冲测试回路等效电路模型。仿真结果表明:开通电流过冲和关断电压过冲分别主要取决于上桥臂总杂散电容和回路杂散电感。此外,分析了负载电感的杂散电容与绕制层数的关系。通过Q3D仿真,对比研究了不同直流母排结构以及电容布局方式下的杂散电感。最后基于阻抗分析仪测量,采用谐振频率法计算出负载电感的杂散电容和直流母排的杂散电感。仿真和实验结果均表明:单层负载电感杂散电容最小,环形叠层结构直流母排的杂散电感最小。因此在相同开关速度下,采用优化后的测试平台,器件开关瞬态特性明显得到了改善。     

级联开关变换器中源变换器的稳定性机理研究

在级联开关变换器中,负载变换器前馈电流纹波可重塑源变换器的输出电压纹波,导致源变换器的稳定性发生变化.以峰值电压纹波(PVR)控制Buck变换器级联峰值电流模式(PCM)控制Boost变换器为例,研究了级联开关变换器中源变换器的稳定性机理.首先,展示了负载变换器前馈电流纹波对源变换器稳定性的影响,分析了源变换器随所选电...     

热平衡移相控制策略在双有源桥DC-DC变换器的应用研究

随着飞机电气系统向多电化和全电化发展,机载储能装置的使用对双有源桥(dual-activebridge,DAB) DC-DC变换器性能要求不断提高。DAB变换器中功率开关器件的热损耗影响着器件的使用寿命,因此也影响了变换器可靠性,所以对功率开关器件进行热平衡控制是一项很重要的指标。先通过对扩展移相控制策略下的航空DAB DC-DC变换器的工作模态和开关热不平衡现象进行分析和实验验证,找到轻载条件下难以实现软开关的原因,以及一次侧超前桥臂与滞后桥臂软开关条件的差异,从而提出一种在原有控制基础上的新型热平衡移相控制策略。通过时基交替控制模式和温度反馈控制模式2种方式进行控制效果实验,最终通过观测变换器热成像温度分布图、整机效率计算以及开关波形分析,验证了提出的算法实现功率器件热平衡控制方法的有效性,该方法可以提高变换器效率,减小器件应力,从而提高了DAB变换器的可靠性,提升器件寿命。     

配电网负荷转带方法的研究

提出一种在电力线路故障后，为受故障影响停电的非故障区段负荷恢复供电的方法。供电网络用供电树表明，从线路的故障点开始，以网络的拓扑分析为基础，用遍历供电树的方法，可寻找所有可能的恢复供电方案。通过计算损耗和过负荷，对所有可能的恢复供电方案进行比较，最后确定优化的负荷转带方案。最后，用一实例验证了文中的方法。     

一种基于多谐振模式的恒功率变换器

针对恒功率变换器理论分析复杂,设计难度较大的问题,提出了一种基于LC谐振的恒功率调节Buck变换器.该变换器结构简单,开关器件以及二极管均实现了软开关,拥有较高的效率;同时具有恒功率调节的功能,对短路故障的抑制能力较强.首先分析了变换器的工作原理;然后根据各工作过程时等效电路,通过理论分析给出了实现软开关的关键器件参数的约束方程,得出了恒功率调节的方式方法;最后进行了仿真验证,仿真实验结果表明了该变换器结构所拥有的诸多优点以及可行性.     

束流扫描系统中扫描磁铁电源的研制

文章设计了一种用单片机控制输出电流峰(峰值为22 A),扫描频率为20～50 Hz的扫描磁铁电源,以及相应的过压过流保护电路和报警电路等,并通过仿真分析和实验验证了系统的合理性和可行性。     

基于数字微流控的芯片冷却模型与路径优化

使用微流控技术实现集成芯片冷却被认为是扩展摩尔定律生命力的一个方向。高密度热点的散热是制约芯片三维集成的瓶颈。热点通常具有不稳定的空间和时间分布性,是影响电子系统工作性能和导致故障的主要原因,如何针对热点准确冷却成为芯片热管理的关键。基于介电润湿原理,采用数字滴液微流控技术,提出芯片热点自适应冷却方法。构建双平面热点冷却器件的三维模型,分析了冷却热点的工作原理及特性;构建了单平面热点冷却器件的电容模型,并从电学角度深入分析了它的工作原理;设计了一种具有互锁齿结构的电极,从而保证了液滴的连续运动,针对热点动态分布提出滴液路径优化冷却,最后采用蚁群算法验证2个液滴遍历所有可能热点的最短路径。     

傅里叶描述符法提取DC-DC变换器信号特征值

对DC-DC变换器进行有效的反馈控制,避免进入混沌态的前提是能根据变换器输出信号的特性,对变换器的工作行为做出正确的判断,并采取相应的控制措施。该文以PWM型BUCK变换器为研究对象,对其在不同电路参数下的输出信号进行分析研究,提出并证明用傅里叶描述符法提取输出信号特征值来作为判断变换器工作行为的依据。为实现用神经网络对变换器工作行为进行智能化监控奠定了基础。     

模块化多电平变换器功率模块的电流与损耗

为了便于对电压源变换器功率器件进行系统设计以及对其参数、冷却装置进行有效选择,需要对电流与损耗进行有效估算.通过介绍新型模块化多电平变换器（MMC）的工作模态,对其电流分布进行了详细分析,给出一种基于电流分布和元件特征曲线线性拟合的简单MMC损耗计算方法,并在此基础上分析了开关频率、功率因数等对MMC损耗的影响.仿真计算结果表明,该方法能简单有效地对不同工况下各个元件的损耗进行计算,其计算结果对功率器件及其散热装置的选择有一定的指导作用.     

具有准谐振缓冲器的零电压零电流切换DC-DC变换器

提出了一种新的具有准谐振缓冲器的零电压（ZVT）零电流切换（ZCT）直流-直流（DC-DC）变换器。此变换器中的缓冲器仅由一个准谐振电路构成,能使变换器的主开关同时实现零电压开关和零电流开关。这种新的变换器具有现有各种ZVT或ZCT变换器的大部分优点,同时能克服这些变换器的大部分缺点。此外,此变换器能在很宽的线路和负载范围内以很高的频率实现软切换。所有半导体开关器件都工作在软开关状态。此变换器结构简单,成本低,易于控制。对此变换器作了详细的稳态分析,其性能由一个小功率变换器的实验原型电路得到了证实。     

四相开关磁阻电机的容错型功率变换器

在功率管发生开路故障时, 为了使开关磁阻电机 (switched reluctance motor, SRM) 功率变换器的电机可继续保持正常功率, 基于Maxwell+Simplorer环境, 分析了功率变换器主要故障对电机性能的影响, 并以不对称半桥型功率变换器为基础, 针对功率开关管开路故障, 提出了一种容错型功率变换器, 即用不相邻正常相桥臂上的器件代替故障器件, 有效地隔离了故障元件.结果表明:该功率变换器具有良好的容错性能, 能够使电机在故障后继续正常运行.     

单相交错式Boost PFC的实现

为了克服传统的单重PFC变换器不利于开关频率提高以及输出功率不高等缺点,提出了以UCC28070为主控芯片的双重PFC变换器.该变换器通过使两组Boost单元电路中的电感电流相互交错来降低输入电流纹波和开关器件的电流应力,从而提高其开关频率、功率等级和效率.仿真和实验结果均表明：该双重PFC变换器具有良好的功率因数校正效果、小的输入电流纹波、低的功率开关电应力,并能够大幅度减小整个功率电路的成本.此变换器可适用于大电流高功率等场合.     

融合不规则三角网和遗传算法的大洋科考航线设计方法

针对由于高耗时而无法使用精确方法的大洋科考航线设计问题,提出一种融合不规则三角网和遗传算法的航线设计方法（TIN-GA）.该方法由港口、作业区和拐点生成不规则三角网（TIN）,遍历搜索TIN中的所有路径,并将搜索获得的路径作为遗传算法初始路径种群的一部分参与优化繁殖,由进化结果生成航线.TIN将距离较近的点连接为三角形的边,具有很好的描述点邻近关系的自适应性,因此TIN中的路径必是所有可能路径中相对较优的路径.将这些路径作为初始路径种群的一部分能够加速遗传算法的收敛速度,并提高结果的最优性.大量仿真实验表明,该方法具有比遍历方法更高的效率,同时能够获得比遗传算法更优的结果.     

降压型DC/DC(Buck)变换器性能的仿真研究

为了解决降压型DC/DC变换器的器件选择及参数的最优化设计问题,基于Buck变换器建立了一种数学模型,然后利用PSpice软件对其进行了仿真,并根据仿真结果研究了电路的暂、稳态过程及性能。结果表明:暂态阶段电流和功率较大,稳态输出电压的大小受到电路电感元件和负载阻抗等器件参数的控制。