高速脉冲电平与幅度精密可调电路设计与实现

本文提出了一种高速脉冲信号的电平和幅度均精密可调设计方案.本方案利用ECL门的开关特性传递输入脉冲信号的频率信息,通过精密可调电压源控制脉冲的高电平,精密可调电流源控制脉冲的幅度,从而重构脉冲信号的电平信息,输出频率信息与原脉冲信号相同,但电平与幅度可调的脉冲信号.文章论述电路的基本原理及硬件的基本组成,并给出测试结果.     

一种三电平逆变器窄脉冲抑制方法

对于三电平调制,在调制波过零和峰值处,存在窄脉冲现象。当前窄脉冲抑制分为非相邻矢量调制和零序电压注入两种。然而非相邻矢量调制会带来谐波含量高、输出电流畸变等问题。零序电压注入会给其他相引入新的窄脉冲问题。这里提出一种新的抑制补偿策略。在消除窄脉冲的同时,避免了三相不对称、电流波形畸变的问题。最终,通过理论分析和实验结果验证了其正确性和有效性。     

一种控制中点电位并消除窄脉冲的三电平PWM方法

该文介绍了一种虽然简洁却很有效的三电平SVPWM算法。在此基础上，该文提出一种无电流传感器的中点电位控制和窄脉冲消除方法。仿真和实验结果表明，该方法实现非常简单，且输出波形谐波含量小，中点电位得到很好的控制，同时较好地解决了窄脉冲问题。在用TMS320LF2407 DSP为开发平台的三电平实验样机上取得了良好的效果。     

一种简单的PFM Buck变换器控制电路设计

脉冲频率调制(PFM)开关变换器通过降低轻载时的开关频率而获得较PWM开关变换器更高的轻载效率.但传统的PFM控制电路复杂.这里设计一种简单的PFM控制电路,详细分析了PFM控制Buck变换器工作原理及工作过程,并通过理论分析与计算,给出了其最大导通时间的计算方法,导出了工作于电感电流连续导电模式Buck变换器的开关周...     

一种四管动作的高压大功率三电平变流器双脉冲测试方法

多电平逆变器适用于高压大功率的应用场合,但其结构复杂,所需的功率开关器件众多,给电路的设计和性能测试带来很多新问题。为了测试各开关器件的电压电流应力、缓冲电路抑制电压尖峰的效果和层叠式复合母排的性能,该文针对一台高压大功率二极管箝位型三电平变流器,提出一种四管动作的双脉冲测试方法,该方法不同于用常规的斩波电路进行双脉冲测试,而是在实际装置中进行,能够模拟变流器正常工作时的所有换流模态,更真实地反映各功率开关器件的动态特性。若双脉冲的时序和脉宽设计不当,功率开关器件会出现非正常的换流模态和很大的关断过电压,过大的关断过电压可能导致器件失效。该文深入研究了产生过电压的原因并得出故障时封锁脉冲的时序。该文研究成果为二极管箝位型三电平全桥电路的测试提供了有效手段,对于设计可靠的三电平变流器具有理论和现实意义。     

一种单相四象限五电平变换器

为了驱动高压大容量电机并将电机制动过程中的能量回馈入电网,提高电能的利用效率,提出了一种单相四象限五电平变换器。针对提出的拓扑结构,分析了变换器的工作模式,并建立了开关模型,并得出了开关脉冲与系统输出电压之间的关系。讨论了变换器不同开关状态下系统的等效电路,提出了一种判断开关状态是否合法的策略。分析了变换器中的电容电压均衡控制问题,提出了一种优化调制策略,给出了开关状态的计算流程图,实现了变换器的多电平输出。建立了实验样机平台,实验结果表明,提出的变换器可实现五电平输出,系统的控制策略和调制算法有效可行。     

一种新型的混合级联多电平逆变器

在中高压大功率场合级联H桥多电平逆变器受到了越来越多的关注。混合级联多电平逆变器是传统级联多电平逆变器拓扑的改进,它的直流侧电压幅值不同。混合级联多电平逆变器最大的优点是在得到相同电平数目的情况下,大大减少了独立直流电源的数目。但是,在一些应用场合,直流电源只能为一个。针对这个问题,在直流侧加入高频环节,得到了一种新型的混合级联多电平逆变器,实现了单直流电源供电,而且这种逆变器的输出电压THD较低,系统体积小。文中首先介绍了基于高频环节混合级联多电平逆变器的电路结构,分析了该结构功率分布问题,针对最近电平逼近调制策略下的输出电压低次谐波较大的问题,改进了控制方法,最后通过软件仿真验证了改进控制方法的可行性。     

三电平脉冲宽度调制整流器定频直接功率控制

在传统的直接功率控制和电压定向控制的基础上,给出了三电平脉冲宽度调制整流器的数学模型,提出了一种固定开关频率的三电平脉冲宽度调制整流器直接功率控制方法。该控制结构为直流电压外环、功率控制内环,实现了有功功率和无功功率的动态解耦,且采用空间电压矢量调制,开关频率固定,简化了滤波器的设计。仿真结果表明,该控制方法能保证中点电位平衡、网侧电流谐波小,具有良好的动、静态性能,实现了单位功率因数运行。     

一种新型多电平直接脉宽调制方法

在研究了多电平逆变器模型及其脉宽调制(PWM)算法原理的基础上,提出了一种新型的适用于各种电平数目逆变器的直接PWM方法,分析了这种PWM方法的基本原理,给出了算法实现的原理框图,最后使用PSCAD仿真软件做了仿真研究,仿真结果验证了算法的正确性和有效性.文中提出的PWM算法的基本思想是由三相参考电压直接确定逆变器各个桥臂电路输出的开关函数及其作用规律,因此称之为直接PWM算法.与基于载波调制的多电平PWM算法和多电平SVM算法相比,该算法具有原理简单、实现容易、运行速度快、占用CPU时间少等优点.     

五电平逆变器窄脉冲补偿方法的研究

以五电平逆变器为例对多电平逆变器窄脉冲补偿方法进行了研究,分析了窄脉冲的各种情形,基于多电平载波PWM方法,提出了一种综合的处理方法--多电平零序电压注入(Multilevel Zero-sequence Vohage Injection,即MZSVI)补偿方法,即注入同符号零序电压、取三相中零序电压的极值以及两倍最小脉宽零序电压注入方法.仿真结果表明,采用MZSVI补偿方法后提高了输出电压,输出电压总谐波含量THD也大大减小.MZSVI方法可以推广到任意电平的逆变器的控制,可以有效地进行控制更高电压的中压大功率变流器,而且这种方法也适用于其它类型的多电平逆变器的窄脉冲补偿.     

一种适用于GaN器件的谐振驱动电路

针对氮化镓(GaN)器件,传统的驱动电路是电压源型驱动,在高频下充放电回路中的寄生电感会引起栅源电压振荡,超过GaN器件的栅源耐压值,损坏GaN器件。采用谐振驱动(RGD)电路是解决上述传统驱动存在的问题的有效途径之一,利用LC谐振,在GaN器件开通和关断时提供一条低阻抗箝位路径,减小栅源电压的振荡,提供一个稳定的栅源电压。详细分析了RGD电路的工作原理,同时设计制作了1 MHz的Boost变换器原理样机,并给出了实验结果。     

高速低抖动时钟稳定电路设计

基于0.18 μm CMOS Mixed Signal工艺,设计实现了用于高速ADC的低抖动时钟稳定电路.在传统延迟锁相环结构(DLL)时钟电路研究基础上进行改进:设计基于RS锁存器的新型鉴相器,消除传统鉴相器相位误差积累效应;采用连续时间积分器取代电荷泵进行时钟占空比检测,减小由于电荷泵充放电电流不一致而导致的误差....     

适用于高压直流断路器的多断口串联高速机械开关同步性研究

多断口串联的高速机械开关作为混合式高压直流断路器的重要组成部分,其多断口间的同步性对高压直流断路器的开断性能有着重要影响。对多断口高速机械开关的拓扑结构和工作原理进行了研究,分析了操动机构的线圈参数、储能电容、环境温度、充电电压、控制系统等因素对同步性的影响规律,并提出了通过控制线圈内阻、储能电容值偏差和工艺等措施保证断口间的同步性。在此基础上,对张北多端柔性直流工程535 kV混合式高压直流断路器用高速机械开关的同步性进行测试,测试结果表明各断口的分散性在 ±0.2 ms内,为高压直流断路器的可靠开断提供了保证。     

单相三电平整流器d-q坐标系下的控制与SVPWM方法

为了减弱高速动车组与牵引供电网压之间的相互耦合关系,以电力牵引变流器中的单相三电平中点钳位(NPC)整流器为对象,分析了其工作原理,建立了其在d-q坐标系下基于开关函数的数学模型;然后给出了一种基于d-q变换的有功无功电流控制算法.并在此基础上,提出了一种单相三电平空间矢量调制( SVPWM)方法.与传统的正弦脉宽调制方法相比,该调制方法不但能够有效地降低牵引变压器的绝缘等级和电压突变的耐受能力,并且还具备中点电位控制能力.最后,计算机仿真和小功率样机实验验证了该控制方法和调制方法的有效性和可行性.     

用于五电平逆变器的复式控制方法及其仿真研究

高压多电平逆变器是高压变频技术领域中发展的一个新分支 ,本文基于对三电平逆变器控制分析 ,提出了一种用于五电平逆变器的复式 (混合式 )控制方法 ,对此在国外中压交流异步电动机上进行仿真分析 ,并给出相应结果。     

高效率YIG调谐激励器驱动电路设计

针对传统YIG调谐激励器线性恒流源电路效率低、功耗大、发热严重的问题,提出了一种高效率驱动电路,该电路由前级DC/DC变换器和后级数控恒流源构成。前级DC/DC变换器采用高频BUCK型变换产生中间值电压,以提高效率;后级数控恒流源采用基于MOSFET的线性恒流电路,以保证恒流精度,并采用小电阻取样与放大电路结合的方式取代大取样电阻,用MOSFET取代达林顿管等技术降低功耗。通过DC/DC变换器和线性恒流源电路结合的方式,在保持传统线性恒流电路高性能优势的同时获得较高的驱动效率。实验结果表明,该电路具有较宽的工作电压,在7~28 V输入电压范围内,都可达到70%以上的驱动效率;当输入电压大于12 V时,驱动效率比传统线性恒流电路提升30%以上。     

基于单片机和FPGA的高速测频系统的开发

本文介绍了一种以FPGA为测频核心处理芯片,单片机(C8051F020)为数据处理器的高速测频系统的设计方法,并详细地介绍了系统的硬件组成和软件设计,给出了FPGA的仿真结果.实验结果表明,该方案完全符合设计要求.     

铅酸电池装配线短路检测的选型及应用

短路检测承担着极群入槽后检测隔套损坏或板栅变形造成的品质变差或变坏的作用。针对不同隔板的特点,采用不同工作原理的高压控制器对极群进行检测。一种采用小电流连续的交流电压方式、大电流直流电压方式或采用脉冲电压方式,达到我们所预期要求的测试效果,通过现场实际应用,区分不同的隔板采用不同原理的控制系统达到了预期的效果。     

高速列车分布式速度协同跟踪控制方法研究

针对高速列车运行过程中受外界干扰而导致的各车厢速度不同步问题,提出了一种基于改进扰动观测器的高速列车分 布式速度协同跟踪控制一致性算法。 首先,建立高速列车分布式模型,其次,将高速列车与多智能体系统相结合,设计分布式速 度协同跟踪控制算法;同时利用改进的扰动观测器估计系统的复合未知扰动,并将其观测值反馈补偿给控制器,以消除复合未 知扰动对高速列车运行的影响;通过 Lyapunov 稳定性理论分别证明了控制器和观测器的稳定性。 最后,通过仿真对所提方法 进行验证,所提方法的速度跟踪精确度达到了 99. 9%。     

三相桥式全控整流直流电源控制电路设计浅析

三相桥式全控整流直流电源的工作过程,要求任何时刻都必须有两个整流器件同时导通,才能形成导电回路,其中一个为共阴极组的,另一个为共阳极组的。晶闸管是应用的主要整流器件,所以,要确保整流电源正常工作,晶闸管控制极(也称门极)的脉冲触发控制电路就非常重要了。就如何得到可靠的晶闸管触发控制脉冲做一简要的分析。