EAST托卡马克大功率双向直流快速晶闸管开关可靠关断理论分析及参数优化设计

对EAST托卡马克极向场电源系统的关键设备之——大功率双向直流快速晶闸管开关的基本工作原理，即强迫换流技术进行深入的理论分析，得出直流晶闸管开关可靠关断理论判据。并在此基础上进行了参数的优化设计。最后对换流支路分布电阻对关断特性的影响进行了分析。所有这些工作为大功率双向直流快速晶闸管开关的研制成功提供了坚实的理论保证。     

基于自关断器件的新型软起动

为了克服输入定子侧的低次谐波和控制复杂的问题，提出了基于自关断器件的新型软起动。与传统晶闸管控制的软起动不同，由于采用了自关断器件，因此新型软起动的控制简单，开关器件的触发信号不需要与主电路同步，容易实现，而且还能开环控制。分析了新型软起动的运行原理和定子上电压和电流的谐波特性，并给出了仿真结果。实验验证了新型软起动的正确性。     

复合开关投切时电容上的能量分析

基于复合开关投切电容器的无功补偿装置采用过零投切的复合开关模块投切电容器，晶闸管在电压过零时导通，电流过零时关断，避免了合闸涌流的冲击。本文对晶闸管投切时电容器上的能量分布进行了详细的分析，找出晶闸管最佳开通和关断时间，确保晶闸管导通时无合闸冲击电流。     

复合开关投切时电容上的能量分析

基于复合开关投切电容器的无功补偿装置采用过零投切的复合开关模块投切电容器,晶闸管在电压过零时导通,电流过零时关断,避免了合闸涌流的冲击。本文对晶闸管投切时电容器上的能量分布进行了详细的分析,找出晶闸管最佳开通和关断时间,确保晶闸管导通时无合闸冲击电流。     

应用于有载分接开关的晶闸管特性及实验研究

目前大规模应用的混合型有载分接开关利用电力电子器件晶闸管电流过零关断的特性,来抑制开关动作时所产生的电弧,进而提高变压器的使用寿命。通过对晶闸管在开断时门极触头的悬浮电位以及导通和关断时电流和电压的暂态过程进行仿真和实验分析,得到了晶闸管导通电流和关断电压的暂态特性规律。该研究可为混合式有载分接开关的晶闸管选型提供参考,以提高有载分接开关的性能和可靠性。     

集成门极换流晶闸管门极驱动电路

介绍了集成门极换流晶闸管(IGCT)的基本结构,它同时拥有晶体管的关断特性和晶闸管的开通特性,是一种理想的兆瓦级中高压半导体开关器件.IGCT必须结合集成门极驱动电路才能完成硬开通和硬关断,因此门极驱动电路的性能将直接影响器件性能的优劣.具体设计了630A/4500V逆导GCT的驱动电路,并分析了驱动电路的要求和设计原理.     

高频振荡型接近开关

详述了新型高频振荡接近开关的电路结构和工作原理。电路的特点是采用晶闸管VT3作为无触点开关输出电路。VT3触发电压不是用单结晶体管产生 ,而是用电容器C4 的充放电来产生。这种结构承受的负载电流大 ,可靠性高。续流二极管VD2 确保脉动直流电压过零值时使VT3关断     

15kA晶闸管分断开关的改进及其在EAST装置中的应用

介绍了15kA晶闸管分断开关的工作环境及工作原理.在理论分析、仿真及大量实验的基础上,分析了放电回路参数及开关结构参数对分断过程的影响.实验表明,该开关的合理结构形式确保了并联晶闸管元件在分断过程中的一致性.由实验确定的晶闸管元件临界关断条件,为选择合理的(放电回路)电容、电感参数提供了依据,既确保了开关的可靠性、经济性,又保证了开关结构紧凑、美观,其快速、可靠的分断特性可以满足EAST装置系统实验的需求.     

一种新型软开关双单元DC-DC变换器

提出了一种新型的软开关双单元DC -DC变换器 ,该变换器实现了主开关的零电压零电流开通及零电压关断、辅助开关的零电流开通及零电压关断以及输出整流二极管的零电流关断。分析了其工作原理 ,并进行了原理性实验     

新型功率器件MCT关断模型的研究

介绍了新型功率器件MCT(MOS控制晶闸管)的基本结构，工作原理。详细地探讨了MCT在关断情况下的建模，采用状态空间分析法推导出了MCT的可关断的最大电流与其结构的关系，并利用MATLAB／Simulink仿真证明了结论的正确性。     

零电压软开关磁悬浮斩波器的研究

在分析现有H-桥斩波器的基础上,提出了一种新型的斩波器,分析了该斩波器的工作原理和主要特点,给出了电路的仿真和实验结果。该斩波器可以实现主功率器件的零电压导通和关断,辅助功率开关采用缓冲电路。     

一种新型软开关双单元DC/DC变换器

在分析现有双单元DC/DC 变换器的基础上,提出一种新型软开关双单元DC/DC 变换器,分析了该变换器的工作原理和主要特点,给出了用于功率因数校正电路的实验结果。该变换器实现了主开关的零电压、零电流开通和零电压关断,辅助开关的零电流开通和零电压关断,以及输出整流二极管的零电流关断。     

基于PSpice的H型悬浮斩波器软开关分析

介绍了H型两象限和四象限悬浮斩波器软开关,分析了软开关斩波器的工作原理和主要特点,给出了电路的仿真结果,可以实现主功率器件的零电压导通和关断。     

一种高效率无桥双谐振功率因数校正变换器

在无桥Flyback功率因数校正(PFC)变换器中引入二次侧谐振电路,提出一种无桥双谐振PFC变换器。该变换器利用变压器二次侧漏感与谐振电容的谐振,减小了开关管关断电流,从而降低了开关管的关断损耗。同时,二次侧二极管实现零电流关断,有效抑制二极管的电压尖峰和振荡。接着分析变换器工作于临界连续模式(CRM)的工作原理和工作特性,给出变换器关键参数的设计原则。最后通过实验验证了理论分析的正确性。     

单相无桥Cuk功率因数校正器分析与设计*

根据电感和电容的对偶原理,研究了工作于不连续电容电压模式(discontinuous capacitor voltage mode,DCVM)的单相无桥CukPFC变换器。首先介绍了变换器的稳态分析和DCVM模式实现条件,其次给出了相应参数设计的理论依据,最后采用PSIM仿真软件验证了电路特性。仿真结果显示工作于DCVM模式的CukPFC变换器具有低开关电流应力,低输入电流总谐波畸变(total harmonic distortion,THD)以及开关管的零电压关断和输出二极管零电压导通的特性。     

新型快速混合式转换开关设计

在介绍混合式转换开关的工作原理及其动作过程的基础上,针对其中关键的换流电路进行了重点介绍,包括缓冲电路及吸收电路的结构原理设计,通过增加切入开关的方法解决换流回路导通瞬间电流过大的问题,达到保护目的。为解决系统关断时过电压问题,采用了2种设计方法:直接并联法与缓冲电路法,并通过理论分析给出了相关参数的计算方法,在样机中进行了实验验证。结果表明,混合式转换开关比传统机械式转换开关具有更加良好的特性,如快速导通、分断特性及限压特性等。同时,简单介绍了基于涡流斥力原理的超快速机械开关及涡流斥力计算的一种方法。     

一种新型的零电压零电流转移DC-DC变换器

提出了一种新型的零电压、零电流转移DC-DC变换器，即通过采用两条辅助谐振网络实现了全部主、辅开关管的软开关，主开关管实现了零电压零电流开通、零电压零电流关断，开关管电压电流应力小，辅助开关管实现了零电流通断，特别适用于以IGBT作为开关器件的高电压大功率场合。并以其在Boost变换器的应用为例分析了它的工作原理，软开关实现条件，给出了谐振参数的设计方法，该软开关设计思想可以推广到其它基本的DC-DC变换器中。电路仿真和实验结果验证了所提出的方案是可行的。     

基于Sepic无桥有源功率因数校正变换器研究

采用无桥技术取代了传统功率因数开关校正(PFC)电路前端的整流桥,构建了一种新型的无桥Sepic-PFC电路.在开关开通过程中,输入电流仅流过一个二极管,有效地减小了导通过程中能量的消耗.电路工作在电流断续模态,减小了输入电路的电磁干扰,同时使得开关管软启动和二极管零电流关断,减小了开关管的导通损耗和二极管的反向恢复损...     

桥式电路中不同封装SiC MOSFET串扰问题分析及低栅极关断阻抗的驱动电路

由于SiC MOSFET开关速度较快,使得桥式电路中串扰问题更加严重,这样不仅限制了SiC MOSFET开关速度的提升,也会降低电力电子装置的可靠性。针对SiC MOSFET的非开尔文结构封装和开尔文结构封装的串扰问题分别进行分析,栅漏极结电容的充放电电流和共源寄生电感电压均会引起处于关断状态开关管的栅源极电压变化。提出一种用于抑制串扰问题的驱动电路,该驱动电路具有栅极关断阻抗低、结构简单、易于控制的特点。分析该驱动电路的工作原理,提供主要参数的计算方法。最后通过实验测试了两种结构封装SiC MOSFET的串扰问题,并且对提出的驱动电路进行了实验,验证了其正确性以及对串扰问题的抑制效果。