数字电平测量

本文介绍数字电平表的测量原理、应用及其最新技术。     

用万用表dB尺测量电平

常见万用表盘面的下方有一条dB刻度线,叫做分贝尺或分贝刻度线,是用来测量电平的,附图是500型万用表与dB有关的标识。所谓电平,就是表示功率(电压或电流)相对大小的物理量,是功率增益的常用对数值。 设某放大器的输入功率为P_i,输出功率为P_o,则功率增益K_p=P_o/P_i,取常用对数得B_p=lgK_p=lgP_o/P_i(贝尔),B_p就是功率增益用电平表示的数值。因“贝尔”单位太大,取它的1/10作为电平使用单位,称为“分贝”,用dB表示,所以,功率电平B_p=10lgP_o/P_i(dB),式中输出量P_o是与任意的输入量P_i相比较而言,因此它的电平值B_p是相对电平,简称电     

双放电式数字电平差测量的分析

本文介绍了数字电平差测量在传输特性自动测量中的作用,分析了双放电式数字电平差测量,找出了有用的关系式,讨论了可能出现的误差,并给出实验结果。     

用数字信号处理机实现全数字化杂音电平测量

本文讨论了用数字信号处理技术和数字信号处理机TMS32010实现杂音电平测量的可能性及实现方法。将信号处理机应用于电子测量领域,采用数值处理的方法,可以简化甚至代替测试系统中的许多软件,提高系统的可靠性和稳定性,使测试过程自动化,仪器设备智能化,并可实现实时处理。     

三电平逆变器空间矢量脉宽调制及其实现

论述了中点箝位(Neutral-Point-Clamped,NPC)式三电平逆变器空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)原理和实现方法,为了避免三电平逆变器在扇区切换中输出矢量突变,提出了一种首发矢量全部采用正小矢量或负小矢量的空间矢量调制(Space Vector Modulation,SVM)算法,推导了三角形顶点工作矢量的作用时间。并给出一种利用余电压矢量的中点电压控制方法,实现了电容电压的平衡。实验结果证实本文提出的调制算法是正确可行的。     

一种单相五电平逆变器及其控制策略

针对中点钳位型多电平逆变器直流电压源利用率低、中点电位不平衡等问题,提出了一种两级式单相五电平逆变器。该五电平逆变器的前级可等效为三电平DC/DC变换器,后级通过连接H桥电路实现逆变。该五电平逆变器与中点钳位型三电平逆变器相比,直流电压利用率提高了4倍,同时利用单滞环比较器实现了中点电位平衡,应用载波层叠调制技术、单闭环完成了逆变器的调制与控制。最后搭建模型进行仿真,验证了该五电平逆变器的可行性和正确性。     

ARCPI及其在多电平逆变器中的应用

辅助谐振换流极逆变器(Auxiliary Resonant Commutated Pole Inverter, ARCPI),因其结构和控制上的优异性能和易于拓展到多电平的特性,被认为是大容量软开关逆变器最有希望的实现方案,近十年来得到广泛的重视.本文首先介绍了ARCPI的基本原理,分析了其优缺点,论述了能量补充、杂散电感优化等几个固有问题及用拓扑结构加以改进的办法.然后,分析比较了几种三电平ARCPI的新拓扑结构,展望了ARCPI的发展前景.     

新型混合九电平逆变器及其控制策略研究

提出了一种新型混合九电平逆变器拓扑。分析了所提出拓扑的工作原理和调制策略,并研究了基于冗余开关状态选择的悬浮电容电压和中性点电压综合平衡控制策略;最后,通过仿真和实验验证了该拓扑的优越性和电容电压控制策略的有效性。     

三电平逆变器SHEPWM方法及其应用研究

特定谐波消除SHEPWM,通过开关时刻的优化选择,消除选定的低频次谐波,具有波形质量高、效率高、直流电压利用率高、直流侧滤波器尺寸小等显著优点,所以受到人们的普遍关注.首先针对1/4周期对称的脉宽调制波形,以频率50Hz为例研究了三电平SHEPWM非线性方程组的求法,提出了以三角载波法生成非线性方程组初值的方法,使得求解非线性方程组的速度明显加快;根据非线性方程组的数值解,用POWERSIM电力电子专用仿真软件对三电平SHEPWM进行了仿真研究;用小功率MOSFET管构成二极管钳位三电平逆变器实验电路模型,以双DSP中压变频控制平台为控制器,对三电平SHEPWM方法进行实验研究.仿真和实验结果证实了SHEPWM的谐波消除效果和SHEPWM方法所具有的一系列显著优点.     

多电平矩阵变换器的等效电路及其应用

为解决多电平矩阵变换器(MMC)中非线性元件带来的建模难题,应用Park变换技术,给出基于空间矢量调制模式下MMC不含开关元件的等效电路模型详尽的演化过程,得出了多电平矩阵变换器输入侧电压、输出侧电压和输入电流的解析表达式,以及电压增益、输入电流、稳态时变压器变比的仿真特性曲线。在该模型的基础上建立了MMC主电路小信号模型和状态方程。并首次用构造Lyapunov函数的方法分析MMC稳定性,避免了对高阶微分方程的数值求解,为MMC稳定性分析提供了简便有效的手段。     

一种多电平逆变器及其并网策略

近来单相多电平逆变器由于自身的优点得到了广泛的关注。本文介绍一种新型采用二极管的2N-1级联叠加式多电平逆变器,以采用二极管2N-1级联叠加式15电平逆变器为例,提出用单相空间矢量调制(SVPWM)技术实现逆变并网。并网参考电流的相位和频率由电网电压的相位和频率得到,幅值由参考功率决定,系统加入电流瞬时反馈和PI控制器来实现单位功率因数并网,在MATLAB/SIMULINK环境下建立模型进行仿真,并计算不同参考功率时的并网电流谐波畸变率。结果表明并网功率因数高,电流谐波含量少,为实际应用提供了理论依据。     

新式七电平逆变器及其并网控制分析

提出一种单相七电平逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,根据伏秒平衡原理,采用T型滤波器,通过逆变器侧电流反馈控制确保并网系统稳定,采用比例谐振(PR)控制减小稳态误差,实现了高功率因数并网,同时引入电网电压的前馈控制消除电网电压扰动对并网电流的影响。仿真结果表明:该逆变器并网系统具有良好的稳态和动态性能。     

模块化多电平变换器最近电平调制研究

模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的调制方法直接影响其运行时的整体性能。最近电平调制(nearest level modulation,NLM)由于其多电平输出时开关频率低、易于工程实现等优点在中高压大功率场合得到广泛应用。文章针对传统NLM采用电容电压排序,根据电流方向选择相应子模块触发导通的电压均衡方法,在阶梯波形成过程中引入自变量的偏差值,调整近似函数,对发波过程的算法进行修正,使得输出电平数增加一倍,显著提高交流输出电压谐波特性;同时分析比较不同调制偏差量组合情况下的输出电压谐波水平,最后仿真验证了该方法的效果。     

适用于精密电平与衰减测量的10KH_z～15MH_z通用扫频测量装置

V300、V960和2700等同轴载波通讯系统的传输频带,目前占有达到12MH_z的频率范围,该范围同样包含FM960,FM1800和其他多频带无线电中继系统的基带。为了研制和测试这些设备并为了对所安装的系统和线路进行校正和工作监视,越来越需要精密度高又容易操作的通用测量设备。对此,频率范围为10KH_z到17MH_z的Rel3W518/Rel3D335载波电平测量装置[1.2]是很有价值的。其主要优点如下:(1)电平振荡器被设计成为扫频振荡器,可以用一个波段复盖整个频带,而不必转换波段。(2)采用了具有晶体控制的频谱技术,     

开关电容单相九电平逆变器及其调制策略

提出一种基于开关电容技术的单相九电平逆变器,该逆变器由开关电容网络、辅助双向开关以及全桥单元组成。通过电源与电容的串并联转换,该逆变器能够以较少的功率器件产生更多的输出电平,简化了拓扑结构,降低了系统成本,并且该逆变器单电源输入的特点拓宽了其应用范围。该逆变器控制简单,不需要额外的均压电路及复杂的控制回路即可实现电容电压的平衡。详细论述了逆变器的工作原理、调制方案、电容参数设计原则以及拓扑对比分析。最后,通过实验对所提逆变器的稳态性能、动态性能及其并网工作性能进行验证分析,证明了该逆变器结构及其调制方案的正确性与可行性。     

改进的多电平SVPWM及其广义算法研究

调制技术是多电平逆变器的核心技术，基于非正交KL坐标系多电平SVPWM，通过对原结论进一步的综合分析，提出了一种改进的线电压调制策略，该策略物理意义更加明确，形式更加简洁。利用基本电路原理，通过合理安排输出矢量，得到了一种改进的三相对称的单相调制算法；结合冲量等面积原理，导出了可以满足三相不对称情况输出的广义调制策略。所提出的调制算法，形式简单，物理概念明确，易于数字化实现。通过数字仿真及实验证明了结论的正确性。     

六相三电平并网逆变器及其控制方法

针对中性点钳位型三电平并网逆变器(NPC,Neutral Point Clamped Inverter)存在的中点电位不平衡问题,设计了一种六相三电平并网逆变器,并对其主电路结构和控制方法开展研究。首先,通过对主电路结构进行分析,阐述了六相三电平逆变器的工作原理,分析可知六相三电平逆变器不使用续流二极管和分压电容,从而避免了中点电位不平衡问题;其次,对六相三电平逆变器的控制方法进行研究,提出六相三电平逆变器的SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)控制方法;进而,用MALTAB/Simulink软件对其进行仿真,并与NPC型并网逆变器进行对比分析;最后,通过1 k W的实物模型实验,验证了方案的可行性。