多相多重复合型PWM DC-DC变流器分析

分析了单相、两相,四相ＰＷＭ ＤＣ－ＤＣ变流器的电路工作特性,并对这几种变流器的输出电压和电流波形及交流分量进行了仿真分析和比较,分析和实验证明,多相多重ＰＷＭ ＤＣ－ＤＣ变流器具有工作效率高,电流纹波小,电磁兼容性好,输出功率大等一系列优点。     

高精度的IGBT开关脉冲／直流稳流电源

介绍了一种高精度的大功率IGBT脉冲／直流稳流电源,分析并讨论了IGBT电源的电流快速性和IGBT线性控制技术。     

基于DSP的精密稳流电源设计与实现

为了提高电源的精度和稳定性,设计了一种以DSP为核心的智能化精密稳流电源。介绍了精密稳流电源的构成及其控制方式,采用DSP实现稳流控制,使输出电流稳定、精度高,且兼备过流、过压保护功能,改善了电源的性能。通过仿真及实验验证了系统电路简单、调整方便、控制精度高、稳定性好、纹波系数小等优点,特别适用于各种有较高精度要求的场合。     

多相无刷直流电动机绕组连接拓扑结构的分析

对多相无刷直流电动机的绕组连接拓扑结构进行讨论,指出了封闭形接法的多相电机存在绕组回路可能有环流,逆变桥功率开关管电流容量和成本高于星形接法,以及不具有容错能力等不足。采用封闭形接法的"新一代BLDCM"是否能够成为新的发展方向还有待进一步实践验证和探讨。     

基于耦合电感的低纹波数字DC/DC电源

针对数字开关电源比模拟电源输出纹波大的问题,介绍了一种降低数字开关电源输出纹波的有效途径.利用耦合电感滤波网络,达剑低纹波的要求,同时不会破坏原开关电源的动态性能.基于AFS600混合信号FPGA搭建了数字DC/DC电源平台,实现了片上控制系统.实验证明,输出纹波得到了有效抑制,纹波降低了50%.     

通信电源中单相Buck功率因数校正器的研究

研究了断续电流模式(DCM)下单相Buck电路作为功率因数校正器的拓扑电路和工作原理,给出了实现功率因数校正的临界条件和临界电感的计算公式;分析了输入电流产生畸变的原因和影响畸变程度的主要因素;分别用功率匹配法和等效电流源法对该电路的输出电压纹波进行了分析,总结了输入电流畸变与输出电压纹波的定性关系。仿真结果验证了理论分析的正确性,表明单相Buck功率因数校正器(即单相Buck PFC)可以满足通信电源对功率因数的要求。     

基于拓扑组合的交错并联耦合电感高增益DC-DC变换器

针对分布式发电系统、航空航天、电动汽车等领域高电压传输比的应用场景,文章提出一种新型交错并联耦合电感高增益DC-DC变换器。所提电路结构采用拓扑组合的形式进行交错并联,一方面扩大了变换器的容量;另一方面降低了输入电流纹波。同时,当匝数比相等时,两相变换器耦合电感处理的功率相等,不存在功率失衡问题。通过集成倍压电容进一步提高了电压增益,降低了功率器件的电压应力,因此可以采用低电压等级、高性能的功率器件来提高变换器的工作效率。采用无源箝位电路吸收并利用耦合电感的漏感能量,降低了开关管的电压尖峰。此外,漏感缓解了二极管的反向恢复问题,提高了变换器的可靠性。详细地分析该变换器的工作原理、稳态性能,并搭建1000W的样机进行验证,实测最高效率为97.2%,满载效率为94.5%,实验结果验证了理论分析的正确性及所提变换器拓扑的可行性。     

基于多相滤波结构的Zoom FFT及其FPGA实现

针对传统Zoom FFT算法运算量大、处理速度低的缺点,本文提出了一种适合于FPGA芯片实现Zoom FFT算法的结构,对这种结构进行了设计并用FPGA实现了该结构。在硬件实现时,改进了传统的多相滤波器的硬件实现方法,并将改进的多相滤波器和DDS技术应用到Zoom FFT的设计中。设计实例和硬件测试结果表明,这种结构与传统的Zoom FFT实现方法相比,占用FPGA资源少,处理速度快。     

基于NIOS的数控直流电流源研究与设计

针对普通直流电流源普遍存在的精度低、调节范围小、稳定性差等缺点,采用嵌入在FPGA中的NIOSII软核处理器作为数控直流电流源的控制核心,实现了电流设置、控制、输出、测量和显示。经测试表明,其电流调整步进可达1mA,纹波电流≤0.2mA,最大误差小于3mA。系统具有功耗低、性能可靠、结构简单、使用直观方便的优点。     

一种软开关Buck电路的分析与设计

详细分析了一种适用于中大功率场合的耦合电感式无源无损缓冲电路的工作过程。该缓冲电路利用耦合电感的漏感与缓冲电容,在功率管开关过程中进行谐振,实现功率管零电流开通和零电压关断。给出了电路中谐振器件的详细设计方法。并据此设计了一台原理样机。最后给出了仿真和实验波形,结果表明该缓冲电路可在很宽的占空比范围内实现软开关,满载效率可达97.6%。     

Performance analysis and calculation of critical inductance and output voltage ripple of a simple non‐isolated multi‐input bidirectional DC‐DC converter

In this paper, a simple non‐isolated multiple input (MI) bidirectional DC‐DC topology is proposed which can operate in buck, boost, or buck‐boost modes. The proposed topology utilizes a battery pack to realize the bidirectional power flow operation especially when the input sources are non‐storable ones. The excess energy of input sources can be stored in the battery and be injected to the load, when required. Simultaneous or independent power transfer of input sources is also provided. For better evaluation, the proposed topology has been compared with several recently presented novel topologies, from view point of number of inductors, capacitors, switches, and diodes. Comparison results show that the proposed topology utilizes less number of components (switches, inductors, capacitors, and current sensors) which can reduce the size, cost, and complexity of converter. Different operational modes of the proposed topology (unidirectional buck, boost, buck‐boost modes, and bidirectional mode) have been presented. Also, boost mode of the proposed topology has been investigated in detail, from design point of view, and generalized relationships have been proposed for calculation of critical inductance (CI) and output voltage ripple (OVR) of proposed n‐input boost topology. To validate proposed theoretical concepts, the proposed topology has been modeled and simulated in PSCAD/EMTDC software, and the 3‐input boost version has been experimentally implemented. Simulation and experimental results confirm appropriate performance of the proposed topology.     

一种带原边电流控制的单级LED驱动电源的设计

在输入输出需要隔离的LED照明应用中,传统控制环路中均用到体积较大的光耦元件传递副边反馈信息,但这种控制降低了电路的响应速度,增大了LED驱动电源的体积,降低了功率密度,同时光耦的电流传输比易受到外界温度的影响。为了减小电路尺寸、降低成本以及降低温度对驱动电源的影响,采用基于无光耦原边控制的带漏感能量回馈支路的Buck-Boost-Flyback单级功率因数校正(PFC)变换器作为LED的驱动电源,这样既降低了成本,又提升了驱动电源的性能。分析了该单级PFC变换器的关键工作过程,并对核心元件参数值进行了具体的数学推导,设计了输入市电在85~265 V、50 V输出的8 W原理样机,通过实验证实了分析的正确性。     

考虑分布电容的高压直流电源谐振参数设计

寄生参数参与谐振使得谐振型高压直流电源参数设计困难,为了简化设计,详细讨论了考虑寄生参数的谐振型高压直流电源工作特性,提出了直接采用变压器分布电容作为并联谐振电容的设计思路,建立了基于基波分析法的简单实用的R-C等效负载模型.仿真证明了该模型在较大的频率范围内具有很好的精度,在此模型的基础上提出了设计电路谐振参数与工作频率的图表法,根据该方法设计了直接利用寄生参数作为谐振参数的80 kV/80 kW的高压直流电源.实验证明利用该方法能够达到较好的设计效果.     

串联谐振式高压直流电源设计

提出一种采用全桥串联谐振变换和倍压整流的高压直流电源设计方案,分析了串联谐振变换器对小电容负载进行等台阶恒流线性充电的特性,当馈入源为非严格正弦波时,通过倍压电路的级数选择,可以避免高次谐波与倍压电路构成谐振回路激起很高的谐振电压产生打火或击穿电容、二极管等倍压整流器件的危害,给出了电源的设计分析,并给出了一种提高高压直流电源输出功率的方法。     

基于定制遗传算法考虑配电网多种拓扑可观性的PMU优化配置

同步相量测量单元(PMU)可以为配电网提供相量数据以提高可观性。考虑因配电网节点数目多但投资成本少造成的PMU供需不平衡,提出了以固定PMU数目为约束条件的优化配置模型。目标函数在最大化可观性节点数目的前提下,最大化网络量测冗余度。模型中考虑了多种拓扑结构的影响,并通过引入零注入节点、节点注入功率和支路功率等量测数据提高可观性。提出了一种定制遗传算法来求解模型,通过定制交叉和变异操作,保证所有个体为可行解。最后,给出了基于最优方案的PMU配置顺序。通过对IEEE标准节点系统进行仿真计算,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于配置文件的虚拟仪器测试软件设计与实现

指出了当前虚拟仪器测试系统中软、硬件集成存在的问题,如通用能力差,不是以“测试任务”为中心,测试平台庞大、复杂等。提出了一种基于配置文件的虚拟仪器测试软件模型。剖析了模型结构、特点,论述了模型的具体实现过程。给出了基于该模型的虚拟仪器软件设计方法。基于配置文件的虚拟仪器测试软件实现了软件结构的可配置、软件代码的重用和硬件模块的互换,简化了系统集成。     

基于多元线性回归的阻性和容性电流分解

为了研究交流电压作用下非线性半导体器件和非线性绝缘电介质的绝缘状态和介电性能,提出一种阻性和容性电流分解算法。以非线性电阻和非线性电容构成的并联等效电路为研究对象,推导响应电流关于激励电压的非线性方程。通过坐标变换,将其转化成多元线性方程。利用多元线性回归方法,获得等效电路参数且实现了阻性和容性电流的分解。定性分析该算法的抗干扰能力和对非标准正弦波电压的适应能力。仿真结果表明:该算法可以准确地实现阻性和容性电流的分解;当响应电流含有55 d B的噪声时,电路参数的求解误差较小;激励电压谐波分量对电路参数的求解几乎没有影响。实验结果表明:该算法可以实现MOA阀片在交流电压作用下全泄露电流的分解。     

Boost型无频闪谐振降压式LED驱动电源分析与设计

传统的二次型Boost功率因数校正变换器只能实现升压输出,在一定程度上限制了其在LED驱动电源中的应用。本文基于二次型Boost变换器提出了一种Boost型无频闪谐振降压式LED驱动电源,并分析了其工作原理及特性。该LED驱动电源利用一个有源开关管将二次型Boost变换器与一个谐振网络进行整合。与传统的二次型Boost变换器相类似,该LED驱动电源可以实现高效率和高功率因数。此外,该LED驱动电源可实现低电流纹波和降压变换输出。最后,搭建了一台84W的实验样机,最高效率可达到92.88%,验证了理论分析的正确性及可行性。     

直流断路器半导体组件内母排电感对并联IGBT关断特性的影响及其结构优化

大功率绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)混合式高压直流断路器是适应多端柔性直流输电工程发展的关键装备,优化断路器半导体组件内IGBT故障大电流的关断特性进而确保器件安全可靠运行是断路器工程的重要部分.文章围绕组件内杂散电感对IGBT关断瞬态电压峰值、关断损...     

基于MMC的柔性直流配电网故障定位及保护配置研究

结合深圳多端柔性直流配电示范工程,研究了柔性直流配电网的保护配置和直流线路故障定位方法。首先根据实际工程的电路拓扑结构,明确了柔性直流配电网保护区域的划分方法。其次结合MMC换流器及直流配电网的故障特性,提出了各保护区域的保护配置方案。最后针对直流线路"T"接负荷与微电网的特点,重点介绍了直流线路单极故障、双极故障及断线故障的保护配置和故障定位方法。在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC下搭建了基于MMC的直流配电网仿真模型,通过仿真验证了保护配置策略的正确性和直流线路故障定位的可行性。