开关电源印刷电路板EMC辅助设计的方法

印刷线路板的布线设计对电源的EMI水平有很大影响 ,传统的布线规则往往过于笼统 ,实际工作中难以运用。本文提出了一种基于电场干扰分布图的计算机辅助布线方法 ,帮助设计人员在布线设计的过程中就能将潜在的干扰问题解决掉。文中给出了计算和实验证明。     

MOSFET寄生参数对纳秒脉冲源输出特性的影响

电力系统中常用脉冲注入的方式来研究电力传感器等二次设备受复杂电磁环境的影响,注入脉冲源前/后沿和幅值一般需要控制在2～50 ns和10～100 kV范围,但脉冲波形受开关器件的影响显著。因此,在此基于线性变压器驱动源的电路拓扑,研究了MOSFET器件的寄生参数对脉冲输出波形的影响。结果表明:栅源电容会减缓脉冲的前后沿,减小输出超调量,栅漏电容会引入电磁干扰(EMI),导致驱动振荡甚至失效,而主回路的能量损耗主要来源于PCB布线设计引入的寄生电感。在此研究基础上设计了扇形和矩形两种PCB布线方式,其中矩形布线的寄生电容较扇形结构减小了56%,寄生电感减小61%,驱动信号的振荡显著降低,单级模块的脉冲前沿时间为5 ns左右,输出幅值可达800 V,基于该模块的多级串联构成注入脉冲源能够满足二次系统抗EMI研究的需要。     

考虑触簧寄生参数的继电器电弧传导发射研究

提出了考虑触簧寄生电感、触簧之间以及触簧与外壳之间寄生电容的触簧组电磁兼容模型,在此基础上建立了电弧传导发射共模与差模仿真电路模型,给出了共模与差模干扰的传导路径.以一组银转换触点组为例,提取分布电感、电容参数,仿真了切断5A直流的阻性负载下电弧对外发射的共模与差模电压在0.01～10MHz的幅频谱,其差模干扰发射电平在某些频率点超出了国军标规定的发射限值,应用中需采取抑制手段.     

寄生参数对三相逆变器的影响与抑制方法

针对三相逆变器过冲电压导致绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的过压击穿和误导通问题,提出一种减小寄生参数的三相逆变器设计方案。首先建立IGBT换流通路和驱动回路的电路模型,然后分析线路寄生参数对IGBT开关过程的影响,最后给出分立式IGBT构成的三相逆变器设计方案并制作实物进行物理验证。研究结果表明,线路杂散电感是造成IGBT关断过电压的主要原因,IGBT与驱动电路集成的三相逆变器寄生参数影响最小。实验结果验证了结论分析的正确性。     

混合式直流断路器内部关键参数对电弧电流转移特性的影响研究

真空电弧电流转移是自然换流型混合式直流断路器开断过程中的一个重要组成部分。文中通过建立真空电弧电流转移的理论分析模型,得出影响真空电弧电流转移的主要因素为真空电弧电压、内部杂散电阻电感参数和电力电子器件的串并联结构。实验方面,通过改变电力电子开关中电力电子器件的串联或并联个数研究了电力电子器件的串并联结构对真空电弧电流转移特性的影响,通过改变电力电子开关中杂散电感或电阻的数值和所处位置研究了内部杂散电阻电感参数对真空电弧电流转移特性的影响。最后,探究了促进电弧电流转移的方法。本研究将为混合式直流断路器的结构设计和参数优化提供理论依据。     

寄生参数对SiC MOSFET栅源极电压影响的研究

为分析寄生参数对开关过程中碳化硅(Si C)MOSFET栅源极电压的影响,首先建立了基于同步Buck变换器的Si C MOSFET开通和关断过程的数学模型;然后通过仿真和实验结果对比,验证了寄生参数带来的影响;最后分析了开关过程中各寄生参数对Si C MOSFET栅源极电压的影响。     

结构和工况参数对印刷电路板式换热器性能的影响

印刷电路板式换热器（PCHE）具有耐高温高压和结构紧凑的特点,因此常被用于超临界二氧化碳（S-CO2）布雷顿循环中。本文采用分段设计方法对PCHE建立了数学模型,与实验结果对比显示,热负荷、冷负荷、冷流体进口温度、热端换热面积、热端流量的误差分别为2.700%、0.330%、0.634%、0.683%、2.219%,证明了数值模型的正确性。对不同水力直径、壁厚及热端进口温度下的PCHE换热性能及阻力特性进行了对比分析,结果表明:水力直径与总传热系数和压降成反比,冷端压降大于热端;壁厚与总传热系数成反比,但压降对壁厚变化不敏感;热端进口温度越高,总传热系数和压降越小。研究结果可为PCHE的几何设计和热力学性能的研究提供一定参考。     

寄生参数对高增益准Z源逆变器的性能影响

在逆变器电路的工作过程中,由于寄生参数的参与引起了不可避免的能量损耗,造成拓扑的工作效率及电能转换率降低,从而对逆变器的工作性能产生不可忽视的影响.为了优化逆变器的性能,采用了一种高电压增益耦合电感准Z源逆变器作为研究对象,对其进行稳态分析,详细计算了各寄生参数及漏感对系统增益及效率的影响程度;利用Saber对逆变器的工作状态进行仿真并制作1 kW样机进行实验,结果验证了寄生参数对转换器的影响,为变换拓扑的综合性能的提升提供了理论依据.     

杂散参数对IGBT串联阀开通过程的影响及抑制

由于电压源换流器(voltage source converter,VSC)的直流侧电压很高,绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)阀组的开关过程非常短,导致交流侧输出电压变化率非常高。该电压作用于交流侧对地杂散电容,会增加IGBT在开通瞬间的电流过冲,造成很大的开通应力,影响IGBT的安全稳定运行;且电压越高,影响越大。为此,首先对杂散参数对IGBT串联阀开通过程的影响进行了理论分析;在此基础上提出在阀侧装设阻波器抑制杂散参数引起的电流过冲,并给出了阻波器设计方案。仿真和实验结果验证了该措施的有效性。     

电容式电压互感器电路参数对电网谐波电压测量的影响

针对66 kV以上等级电网大多采用电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)、其谐波传变特性定量规律不明、不宜进行谐波电压测量的现状,论证谐波条件下的CVT可等效为一线性电路,并以此为基础提出级联分级分析方法。结合实际参数对每级谐波传变特性进行分析,获得CVT电路参数对其谐波传变特性的定量影响规律,即明确利用CVT测量谐波电压的影响因素。仿真结果表明:中间变压器一次侧线圈的等效杂散电容将导致CVT幅频特性在1 kHz之后的某频率点发生放大;阻尼器参数影响50 Hz以上频段的频率特性变化率;负荷在1~10倍额定负荷范围变化以及中间变压器励磁阻抗在0.1~1倍额定参数范围变化时对CVT频率特性的影响可忽略。所得结论对CVT产品设计及利用其测量谐波电压具有借鉴意义。     

开关电源共模传导干扰模型的研究

该文分析了一台单相小功率回扫式开关电源的传导干扰源和共模干扰传播通道，在细致分析回扫变压器绕组和屏蔽层作用的基础上，建立了开关电源的共模传导干扰电路模型。具体说明了各干扰源的作用。根据模型，提出了串联共模变压器和并联补偿绕组的方法，以改善电源输出端共模干扰的抑制效果，并进行了验证。文中对输出采用同步整流管对共模传导干扰模型的影响也进行了分析。     

开关电源变换器传导干扰分析及建模方法

电磁干扰的复杂性在于缺乏干扰源和干扰耦合通道的精确描述，实施干扰预测常常依赖于设计者的经验或庞大的数值仿真模型。该文针对应用广泛的开关电源变换器提出一种传导干扰分析和建模预测方法。基于时域测量波形诊断干扰与开关动作的本质作用关系，对3种主导干扰模式的产生机理和耦合通道分别进行了分析和研究。根据不同模式干扰的传播通道等效出相应的电路模型，并给出了模型参数的测量及计算方法。实验测试结果证实了该文方法的正确性。     

离线式PWM开关电源传导电磁干扰的分析研究

该文利用分析和测量相结合的方式，详细研究了一台离线式PWM开关电源的传导电磁干扰(EMI)特性。在分析各个器件作用的基础上，得出了反映典型电磁干扰发射时，传导干扰发射量、干扰源和干扰传播通道关系的线性化方程，进而提出了测量典型传导干扰耦合通道特性的新方法，并进行了验证。利用测得的传导干扰耦合通道特性，具体分析了PWM开关电源高频功率开关器件中dv/dt,di/dt对传导干扰发射的作用。根据变换器主要的杂散参数和共模干扰的基本传播途径，可得出低阶的等效共模传导干扰模型，以指导电源滤波器的设计。     

注入高次谐波电流的磁悬浮列车非接触供电方法

该文提出了磁悬浮列车低速运行时车载电源供电的新方法。通过在地面定子线圈中注入高次谐波电流和在列车的磁极上加绕一组直线发电机线圈，实现磁悬浮列车在低速运行时车载蓄电池的充足供电。建立了车载直线发电机输出电压模型，研究了车载发电机输出电压与地面定子线圈中注入的谐波电流幅值和频率的关系，并进行实验研究。理论分析和实验结果初步表明了注入高次谐波电流非接触供电方法的可行性。     

开关电源滤波电感电流间断模式的分析

开关电源通常工作在滤波电感电流连续的模式上。本文分析了这一情况，并论述了正常工作状态下电感电流连续的重要性。     

挂接三相逆变器的直流电网共模传导干扰研究

研究了直流电网挂接一个三相逆变器的共模传导干扰问题，通过研究共模传导干扰的传播送径，得到一个新的共模传导干扰频域等效电路，并提出一个由逆变器中电力电子开关产生的共模干扰源，利用实验得到的电机及有关器件的频域阻抗特性，对直流电网挂接一个逆变器的在0～150kHz频段的共模传导干扰进行了计算研究，与实验结果比较基本一致，证明文中提出的共模传导干扰领域等效电路及干扰源的正确性，并给出了挂接一个三相逆变器的直流电网共模传导干扰的特征。     

对1000kV电网操作过电压及相位控制高压断路器的讨论

根据500kV及750kV电网操作过电压的数据以及1000kV电网应有的过电压水平,指出了对于1000kV电网断路器关合开断可能引起的多种操作过电压(如开断并联电抗器及开断中小短路电流的的重燃过电压等)必须给予重视.近年来国外用以抑制操作过电压的装置除并联电阻的高压断路器及氧化锌避雷器以外,相位控制高压断路器日益得以广泛应用.文章介绍了国外相控高压断路器的应用情况,总结了相控高压断路器的关键技术,并对将其应用于我国1000kV电网提出了几点建议.     

瞬时功率分解算法在感应电机定子故障诊断中的应用

分析了电压不平衡、电压及负载的动态变化在故障负序电流检测中的表现；揭示了电机的负序感抗受电机自身固有不对称，铁磁饱和程度以及转子漏抗、转子几何静偏心的影响而非常数；提出了一种基于瞬时功率分解算法(IPDT)的感应电机定子线圈故障诊断方法，导出了故障负序电流的近似表达式：利用该方法可消除非故障因素产生负序电流的影响。实验结果证实，电机在不同条件下运行时，用该方法检测定子线圈故障，均可提高故障识别的精度。     

异步电动机定子绕组匝间短路故障检测方法研究

基于多回路数学模型，对异步电动机定子绕组匝间短路故障瞬变过程做了数字仿真，并完成了相关实验。通过分析仿真与实验结果，对各种故障特征量的灵敏度与可靠性进行探讨，指出定子负序视在阻抗是最可靠兼具良好灵敏度的定子绕组匝间短路故障特征量。以此为基础，提出了一种异步电动机定子绕组匝间短路故障检测新方法，该方法以定子负序视在阻抗滤波值作为匝间短路故障特征量，并应用神经网络技术根据电机当前运行参数确定适当的故障检测阈值。实验结果表明，该方法是正确可行的。     

供配电CAD中矢量绘图与数据处理一体化的实现

介绍了一个应用于供配电CAD中能实现与电网数据库连接的矢量绘图与参数处理系统，采用了面向对象的可视化编程语言，从图上直接输入、修改电力系统接线图的属性参数，后台数据库同步接受与更新。系统采用开放式子图库，使绘图，数据管理，分析计算均在同一操作平台下完成。