基于DSP控制的可调高频脉冲电源研究

针对不同应用领域对脉冲电源的性能和参数要求存在差别的问题,设计了一种基于DSP数字控制的可调高频脉冲电源。系统采用DSP作为信号源,产生3路相互间隔120°的PWM信号,通过驱动电路放大后驱动3路并联的全桥逆变电路,经高频变压器感应叠加后,在负载上输出幅值可调,频率为兆赫兹的高频脉冲。详细介绍了主电路、PWM分频电路、吸收缓冲电路以及变压器感应叠加的设计方法。最后对研制的脉冲电源进行测试,证明该电源已达到设计要求。     

一种电磁超声检测用脉冲激励电源的研制

针对电磁超声检测中换能器能量转化效率低、缺陷检测灵敏度不高等问题,研制出一种新型参数可调的脉冲激励电源。本文主要介绍该激励电源的控制、驱动、功率放大及反馈等电路单元的具体实现方案。实验结果和实际应用表明,该激励电源具有多种参数可调、输出功率大、工作安全稳定等特点,适用于钢板和钢管裂纹缺陷的电磁超声检测。     

电感储能连续脉冲电源驱动电磁发射系统仿真

为探索连续电磁轨道发射用超导电感储能脉冲电源,建立基于单模块高温超导脉冲变压器的连续脉冲电源电路,对脉冲电源电路驱动电磁发射系统的不同放电阶段进行数学建模,仿真分析电路参数对电磁发射特性的影响,最后实验验证脉冲电源的可行性。仿真中基于储能27.72 kJ的单模块的高温超导脉冲变压器,当耦合系数为0.95,转换电容为400μF,副边电感为9.2μH,抛体质量为21.61 g时,得到510 m/s的发射速度,原边电感在放电结束后可回收剩余能量6 kJ。结果表明基于高温超导脉冲变压器的连续脉冲电源用于电磁发射系统是可行的,并有利于系统能量利用效率的提高和连续电磁发射的实现。     

固态开关串联的高压重频脉冲电源

随着脉冲功率技术在生物医疗、食品加工、电磁成形、等离子体研究等领域日益广泛而深入的应用，脉冲发生器的研制面临高压高频化、全固态化等新要求。为了满足这种新要求，设计了一种固态开关串联的高压重频脉冲电源。脉冲电源主要由高频触发电路、主电路以及LCL谐振电路组成：主电路为8级Marx电路串联，MOSFETs作为充放电控制开关；触发电路输出触发信号驱动MOSFETs工作；LCL谐振电路可实现输出电流恒定。电源结构触发同步性好，充电速度快，结构紧凑。对电路的结构设计、电路原理、参数设置进行了详细阐述，并利用Simplorer软件仿真验证高压重频脉冲电源电路的可行性。最后搭建了一台高压重频脉冲电源样机，实验样机参数为脉冲电压0～4 kV,重复频率0～8 kHz可调，脉冲宽度5～12μs可调。     

基于超导储能电感的meat-grinder脉冲电源

为了探索高温超导储能用于线圈型同步感应电磁推进脉冲电源的可行性,研究了超导电感和电容混合型meat-grinder脉冲电源电路。设计并研制了一个小型的高温超导储能脉冲变压器,提出了高温超导储能脉冲变压器使用meat-grinder电路拓扑结构的脉冲成形方案,并以3个电感线圈作模拟同步感应电磁推进系统负载,进行了仿真分析和实验验证。在77 K和储能电流96 A的情况下,实验得到了2.35~3.04 kA的电流脉冲输出,并有望在20 K温度下满足线圈型电磁推进的应用要求。结果表明,提出的脉冲电源模式是可行的。因负载电流脉冲受负载阻抗影响较大,在实际电磁推进应用中,需要减小线路电阻和常导电感的内阻。     

基于DSP的电除尘器用高压脉冲电源的设计

采用传统晶闸管相控电源供电的电除尘器存在能耗高、效率低等问题,文章设计了一种可以解决这些问题的电除尘器用高压脉冲电源,该电源主电路主要由移相全桥逆变电路和10组相对独立的脉冲输出单元构成。采用移相全桥ZVT-PWM软开关技术控制逆变电路前后桥臂的相位差;采用同步驱动技术驱动各脉冲输出单元,使各输出脉冲叠加后获得高压脉冲;DSP准确控制电源输出高压脉冲的电压、频率和脉宽。结果表明高压脉冲电源提高了电除尘器的除尘效率,减少了对电网的干扰和电能损耗,能满足多种电除尘的要求。     

双极性微弧电沉积电源系统研制

为满足微弧氧化和阴极微弧电沉积两种涂层制备工艺的共同需求,设计了一种双极性直流脉冲电源系统,该电源系统由主回路和控制系统组成,主回路采用两级结构,前级为三相全桥整流部分,包括三相全桥晶闸管整流电路及其触发电路,输出连续可调的直流电压;后级为逆变电路,包括全桥逆变电路,驱动电路以及脉冲波形发生器的设计,保证输出频率、占空比可调的双极性脉冲波形;控制系统采用双闭环结构,内环为电压环,外环为电流环,采用PI控制算法,实现恒流、恒压控制.     

基于ARM的短电弧机床加工脉冲电源设计

短电弧加工机理研究要求电源输出低电压、大电流,输出频率及占空比可调且能实时采集电源各输出参数。针对上述要求,设计了一种基于ARM的短电弧机床数字化电源。该电源由脉冲电压电路和数字控制电路组成,脉冲电压电路提供所需脉冲电压,数字控制电路为脉冲电压电路提供控制及保护信号。并设计了一种调压控制电路,该电路具有调压范围广,稳压效果好等特性。实验结果证明了该电源满足对短电弧加工实验研究的需要,为短电弧加工机理研究提供了重要的技术支持。     

瞬变电磁法高动态电流陡脉冲发射电路研究

瞬变电磁法(transient electromagnetic method,TEM)要求激励脉冲电流下降沿高度线性、稳定,并具有关断延时短、无电流过冲和良好的正负向一致性等特点,全桥电路可用于产生双极性电流脉冲,但在母线电压低、负载电感量大、回路电阻小的情况下,脉冲的前后沿波形形状难以满足瞬变电磁法要求。提出恒压钳位电流陡脉冲发射电路,讨论了电路参数计算、能量回馈和损耗等问题,采用仿真和实验方法,与改进RCD缓冲器、电感能量衰减器(inductance energy decay device,IEDD)和准谐振发射电路作了对比分析。结果表明,推荐电路关断延时短,下降沿线性度高且斜率可调,电路参数最优解与负载、电源和输出电流不相关,改善了上升沿波形,减小了能量损耗。讨论阻断二极管位置对关断性能的影响并提出了在不同输出功率情况下的推荐方案。     

全桥型IGBT脉冲激光电源

章介绍高压氙灯设计的ＩＧＢＴ脉冲式激光电源,详细阐述了工作原理、设计方法和仿真过程,并给出实验波形。其主电路采用全桥ＰＷＭ工作方式,该电源具有很高的可靠性和良好的动态调节性能。     

大功率海洋电磁发射机DC-DC可控源电路特性分析

海洋电磁发射机通过向海底发射大功率的电磁波,来获取海底结构和矿产资源的分布规律,但目前发射机存在体积大、发射功率小等问题,直接影响勘探深度。提出采用PWM变换器组成发射机DC-DC可控源电路,然而常规的零电压开关全桥(ZVS-FB)PWM变换器存在高环流能量、占空比丢失以及滞后桥臂的ZVS范围受限等问题,为此介绍一种利用零电压零电流开关全桥(ZVZCS-FB)PWM变换器组成可控源电路。采用非对称移相控制,分析电路工作过程及特性,主要包括最大控制占空比、一次电流复位和隔直电容、占空比丢失、开关损耗以及环流能量等。仿真和实验结果表明该DC-DC可控源电路实现了超前桥臂的ZCS开通和ZVS关断以及滞后桥臂的ZCS开通和关断,提高了电路效率和功率密度。     

基于TMS320F2808的蓄电池性能检测激励源设计

介绍了以数字信号处理芯片TMS320F2808为控制核心,用以检测蓄电池性能的交流激励源设计思想和实现方法.电路设计中采用全桥电路与相应电力电子器件为基础,利用双极性等面积脉宽调制波的算法,产生不同频率的SPWM波,具有速度快、波形谐波小、变频方式灵活的优点.设计通过实验进行了应用和验证,取得了较好的效果,为蓄电池的在...     

用于电磁声发射的脉冲激励源设计

对金属结构进行电磁加载,会在裂纹处产生应力波信号,利用该现象可以实现对金属缺陷的无损检测,即电磁声发射技术。脉冲激励源作为电磁加载的核心,其输出电流的频率、幅值等参数对加载效果有显著影响。针对电磁加载实验中对激励源的要求,设计基于半桥型开关电路原理的可调稳压电源、以电容器作为储能元件的充放电回路,并利用单片机实现对电容充放电过程的调控,以产生频率和幅值可调的脉冲电流。将激励源应用于电磁加载实验,输出结果达到了设计要求。     

电缆检测多频率激励信号源的研究

地下管线探测技术对于各个企业、城市的规划建设乃至整个国家社会经济的发展都起着不可估量的作用.通过开挖测绘来了解地下管线的分布情况,速度慢、安全性差、准确度不高,取而代之的是电磁探测法.电缆探测定位、故障诊断主要采用电磁探测法:由激励信号源产生一定频率的信号加载在电缆上,用接收设备拾取电缆产生的电磁场,经过一定的处理,获得电缆走向、埋深等信息.本文介绍了地下电缆探测的基本原理,设计了一个实用电缆检测多频率激励信号源,并详细地分析电缆信号源的分频电路、升压电路、开关电路等主要电路.实验表明,本设计能够产生各种要求的频率/周期信号,振幅在48V左右,功率在5W左右.     

电磁瞬动脱扣器数字化设计软件开发

电磁瞬动脱扣器的脱扣特性是反映低压断路器在短路故障时动作情况的特征曲线,对其进行数字化设计有利于提高低压断路器设计水平。通过数字化设计软件导入电磁瞬动脱扣器几何模型参数并进行计算,实现脱扣器动态特性与脱扣特性的数值求解。试验验证了软件计算结果的准确性。     

电流型功率放大器保护电路设计

电流型功率放大器工作在高电压、大电流情况下,因此保护电路更为重要.分析了功率放大器中功率管容易损坏的情况,研制了避免功放损坏的电路.死区硬件产生电路可以防止因程序故障造成的死区时间减小而导致桥臂短路损坏;当出现上下桥臂同时导通的信号时,防误导通电路可以中止功率驱动芯片IR2110的信号输出;当出现干扰信号导致全桥电路同侧导通时,短路保护电路中止功率驱动芯片的输出,同时还具有过流保护的功能.经过实验验证,这些电路在实际应用中效果良好.     

万能式断路器智能脱扣器硬件系统可靠性设计

针对低压配电系统可靠性的广泛需求,通过分析当前万能式断路器(ACB)智能脱扣器硬件系统的设计缺陷,提出一种以MSP430F149微控制器为核心控制单元的可靠性方案。该方案采用分割器和轨对轨放大器技术的电压信号调理电路,带微控制器监测的并联开关型稳压电源电路,以及低功耗技术设计,确保降低所有器件尤其是功率器件的温升,使ACB智能脱扣器的硬件系统设计更加简单,更符合电磁兼容特性和可靠性的理论指标。     

稀土永磁同步电机磁路计算机辅助设计

研究了稀土永磁同步电动机磁路的计算机辅助设计,给出了矩形磁钢、瓦形磁钢以及聚磁结构中磁钢的等效处理方法,考虑了温度对磁钢工作点的影响,研究并比较了求解磁钢工作点的几种优化方法的有效性.     

剩余电流动作断路器电路优化设计

针对剩余电流保护可靠性和安全性的广泛需求,通过分析传统剩余电流动作断路器电路的设计缺陷,提出了解决方案。该方案采用三相桥式整流电路,并将脱扣器放置在压敏电阻和整流桥之后,能有效保证断路器在三相系统中一相断电的情况下,剩余电流保护功能正常;采用以稳压管稳压电路为基础的串联型稳压电路,实现宽电压范围的工作需求;采用高性价比的晶闸管组成双晶闸管串联脱扣电路,耐压值增加1倍。设计更符合电磁兼容特性和剩余电流动作断路器可靠性和安全性的要求。     

次级采用辅助网络的ZVZCS PWM全桥变换器

介绍了一种新型的ZVZCS PWM DC/DC全桥变换器，通过在次级加上一个简单的辅助网络，可实现超前桥臂的零电压开关和滞后桥臂的零电流开关。分析了它的工作原理和参数设计，并给出了实验结果。