光纤通讯技术在晶闸管触发系统中的应用

介绍了利用光纤通讯技术传输晶闸管触发脉冲实现普通晶闸管光纤触发的方法.光纤收发模块和光分路器配合使用传输晶闸管触发脉冲,光纤传输信号不受外界电磁干扰,提高了触发系统抗干扰能力.并采用耦合取能技术给高电压端的脉冲接收放大电路供电,光纤优秀的高压隔离性能和耦合电源的使用使高、低电位电路隔离,解决了高压大容量晶闸管整流器和晶闸管触发控制系统之间的高压隔离及脉冲抗干扰问题.     

晶闸管阀高位取能电路研究

由于晶闸管耐压等级高,在高压动态无功补偿装置中广泛使用,由晶闸管串联构成的晶闸管阀,是晶闸管控制电抗器(TCR)的核心器件,在高电压下晶闸管阀驱动电路以何种方式获取能量是高压动态无功补偿装置必须考虑的问题.为了增加晶闸管串联运行的可靠性,设计了一种电压电流取能电路,能够满足TCR在各触发角下均能取到能量,给驱动电路供电,实现晶闸管阀高位系统自供电.利用PSPICE软件建立各取能电路仿真模型,仿真结果表明:高位取能电路能够减少开关损耗,提高晶闸管运行效率,而且能向驱动电路提供电能,为晶闸管阀的驱动电路稳定供电提供了理论基础.     

10kV配电网基波无功的动态补偿

介绍了10kV配电网基波无功动态补偿装置主电路的接线方式,讨论了高电压、大电流、无电弧、无触头高压电容开关研制中应解决的晶闸管串联均压、并联均流、光电触发系统、脉冲放大回路的取能和晶闸管工况的在线检测问题,并提出了实施方案和实用电路。     

电容器并补大功率晶闸管阀的研究

大功率无触头电容器投切开关是实现中压配电网无功补偿的技术关键。本文对高电压、大电流、无电弧、无触头高压电容开关研制中应解决的晶闸管串联均压、光电触发系统、脉冲放大回路的取能和晶闸管“工况”的在线监测问题进行了讨论,提出了具体的实施方案和实用电路。     

用于TCR的晶闸管光电触发与监测系统

为更好地在电网中应用晶闸管控制电抗器的静态无功补偿装置,介绍了一种用于TCR的晶闸管光电触发与监测系统。在分析阀基电子板(VBE)和晶闸管电子板(TE)的功能和工作过程后,重点讨论了3脉冲通信规约、高位取能回路、逻辑译码电路、BOD保护和晶闸管触发电路的原理并在此基础上设计了完整的VBE和TE板。实验结果表明该电路能够进行高压晶闸管阀体的在线监测,同时具有理想的电磁抗干扰性能,可以产生分散性小、前沿陡的门极触发脉冲,有利于串联晶闸管的同时触发,满足TCR用晶闸管光电触发与状态监视的要求。     

基于10 kV高压自取能光电触发TSC装置的延时触发角谐波分析

高压晶闸管投切电容器(TSC)无功补偿装置作为传统高压无功补偿装置在高压领域应用较为广泛,但因其晶闸管全导通时阀组端电压为0,无法从阻尼回路中取能用于晶闸管触发,故自取能光电触发电路一直是研究攻克的难点。为解决这一难题,自主研制了一套基于自取能光电触发10 kV高压TSC装置,通过延迟一定的触发角度实现晶闸管触发电路的自取能。但TSC与TCR不同,当存在延迟角时必然会因du_c/dt的影响引起冲击电流,造成触发脉冲的紊乱。因此,为了抑制冲击电流,在实际使用中必须配置电抗器。通过理论和仿真分析了TSC触发脉冲延迟角及电抗器与谐波含量的关系。     

一种晶闸管阀组高压侧触发能量耦合获取单元

为满足串联晶闸管阀组中多个晶闸管同步触发以及多个串联晶闸管触发模块之间的隔离强度,给出了一种新颖的晶闸管阀组高压侧触发能量耦合获取单元.该单元可在低压侧产生幅值恒定的直流或高频方波交流可控电流,通过高压绝缘电缆穿过多个磁环变压器将能量耦合至高压侧,在次级经变换后形成触发脉冲直接同步触发晶闸管,触发脉冲上升沿小于500 ns.在10 kv中压晶闸管投切电容器(TSC)无功补偿装置中的实际应用验证了该触发单元的可行性.     

TSC动态无功补偿装置的仿真研究

分析了晶闸管投切开关、触发时刻、电容的编码方式和谐波放大等对系统的影响,针对高压无功补偿装置保护复杂、故障率高、响应速度慢等问题,设计了一种电容的投切方法。最后基于Simulink/MATLAB对10 kV高压无功补偿系统进行了仿真研究,给出了仿真结果。     

TSC低压动态无功补偿脉冲触发装置

设计了一套基于AT89C51单片机的低压动态无功补偿脉冲触发装置,对其原理和软件设计进行了阐述.该装置可保证触发脉冲的相位、脉宽、输出功率,使晶闸管可靠触发.在不改动电路的情况下,该触发电路适用于多种主电路类型的TSC低压动态无功补偿装置,这大大降低了成本,提高了系统的可靠性.     

配电变压器无触点有载调压中反并联晶闸管光纤触发方案

配电变压器无触点有载调压中作为分接开关的反并联晶闸管位于10kV侧,而晶闸管触发电路以及控制系统位于0.4kV侧。针对有载调压装置横跨变压器一、二次侧所面临的绝缘问题,通过对光纤通信技术和高压取能电路的研究,结合自取能式晶闸管触发电路及其在耐压方面的改进,设计了基于光纤隔离的触发方案。通过对硬件电路进行参数设计和实验,验证了触发方案局部和整体电路原理的可行性。实验结果表明该方案能够解决高压反并联晶闸管触发的绝缘问题。     

基于光纤照明技术的新型矿灯的设计及实现

针对目前传统矿灯设计上不可避免的安全缺陷,本文提出一种基于光纤照明技术的新型矿灯——光纤-LED矿灯并给出了其原理样灯。论文描述了传统矿灯的不足和本设计的总体结构;设计了矿灯的驱动电路、充电电路、控制电路、LED与光纤的耦合装置及灯具二次配光系统;并利用光学模拟软件TracePro,对矿灯中光耦合装置及灯头配光系统进行了模拟仿真;论文总结了本设计的创新之处和优势及其应用前景。     

寻轨机器人用无线充电系统的研究

传统寻轨机器人的动力电池采用接触式充电方式,充电时容易因机械接触磨损而导致接触不良。为解决该问题,研究了一种单管感应耦合电能传输ICPT（inductively coupled power transfer）无线充电系统。该系统由前后两级电路组成,前级采用单管ICPT系统进行非接触电能传输,后级采用充电管理芯片LTC4020控制的Buck-Boost电路对锂电池进行快速充电。介绍了所研究寻轨机器人无线充电系统结构及原理,对前级主电路进行了四阶段电路等效、工作过程分析、电路建模、补偿网络设计和软开关设计;对后级充电管理电路进行分析和设计。设计了一台样机,对前级电路开关管耐压、流过电流和输出电压进行了仿真和实验,并通过充电实验验证了所研究充电方案的正确性。     

Circuit quality degradation caused by optical fiber cable switching

With increased demands for optical fiber cable removal, a system which reduces circuit quality degradation due to optical fiber switching has been strongly required. The optical switching elements and optical fiber switching systems were studied aimed at shortening optical switching time, optical loss and other optical specifications. However, the circuit quality degradation cannot be evaluated by these specifications. For this reason, it is important to study the circuit quality degradation due to optical fiber switching, and the study must comprehend the transmission system performance after optical fiber switching. To analyze the circuit quality degradation during optical fiber switching, the standard analysis model and the optimum analysis parameters were defined. Using them, the frame hunting time after optical fiber switching was studied theoretically and its influence on a working transmission system was estimated. The circuit degradation was evaluated experimentally with regard to an actual transmission system, and experimental results agreed with the estimation. Moreover, by utilizing the results of these studies, it was found that the reduction of circuit quality degradation can be realized firmly and the effect of these studies was verified.     

基于CAN总线的电池充放电管理系统的研究

根据蓄电池的充电过程曲线分布,详细介绍了蓄电池充电主电路拓扑结构以及相应的控制策略,重点介绍了DC/DC变换器分布式均衡充电控制方法,设计了蓄电池组充电电路的总体结构布置图,同时还针对BUCK-BOOST拓扑结构的分级均衡系统进行了分析。论文最后分析了CAN总线在蓄电池的通讯控制技术,设计了电池组分布式管理系统,为了实现对电池单体参数(电压、电流和温度)精确采集,设计出了主电路拓扑电路和基于MCU的CAN总线实时传输。通过CAN总线与中央处理器进行通信,对蓄电池真正实现实时管理。本文提出的蓄电池充放电管理系统将对蓄电池的使用寿命和高效管理起到一定的借鉴作用。     

光纤隔离变换器在高压充电电源中的应用

为了将高压充电电源的负载地与控制电路地进行电气隔离,使充电电源安全稳定工作,介绍了基于电压/频率,频率/电压转换原理的光纤隔离变换器在高压充电电源的高压测量单元中的运用。论述了电路的结构、工作原理、硬件设计等,并重点分析了隔离变换器的传输延时情况;给出了利用数字信号处理器(DSP)进行频压转换的一种方法。实际运行表明:该变换器线性度好,满足最高电压上升率为360V/s的充电电压测量要求。此隔离变换器隔离电压等级高,传输精度高,调试简单,可用于需要高压隔离的中低速控制系统中。     

混合式光电电流互感器数据采集系统的研究

基于Rogowski线圈的新型混合式光电电流互感器与传统互感器相比有着不可比拟的优点。混合式光电电流互感器数据采集部分处于高压端,由于受到电源输出功率的限制, 要求采集电路设计低功耗。文中给出了一种基于FPGA和 ADS8325的光电电流互感器数字变换器的设计方法,提供了 E/O转换单元驱动电路和O/E单元接收电路并分析了其特点。文中的设计方法可以保障系统低功耗和采样数据的可靠性。     

基于1394b和POF的光电转换实现

在短距离通信领域,针对空间小、节点多、电磁干扰强等环境中信息高速无干扰传输问题,本文提出一种基于IEEE-1394b协议的高速串行光总线的实现,完成了信息传输介质为塑料光纤时,带有光电转换电路的1394b转发器的设计.该设计能够有效降低光传输系统的成本,提高可靠性及可维护性.从PC端光总线系统网络拓扑图中显示的连接,可以看出本文设计的硬件电路满足应用系统的需求.由转发器、SMI接口塑料光纤及1394b PC节点组成的光传输系统可以高速实时传输视频及音频数据.     

一种光伏快速充电系统设计

基于太阳能光伏技术的迅猛发展,设计了一种基于单片机的快速智能充电系统;系统选用MSP430单片机作为控制核心,实现对蓄电池的充电控制;选用了一种新型开关模式充电器件MAX77818,设计了充电输入电压5 V,充电电流最高可达3 A的应用电路,其中光伏电压输入检测及电池电压检测采用二级运放,使用电流检测芯片INA194及二阶低通滤波器检测光伏电流和电池电流,并将检测电压与电流在LCD显示屏上显示。本设计集成度高,能够实现快速充电,电路设计简单,工作稳定,可在光伏系统中为多种型号的电池实现快速充电。     

基于单片机的智能充电电源设计

通过分析蓄电池常规充电方法的不足,采用多段式充电的充电策略,以ADUC814单片机和SG3525作为主控芯片,设计了以全桥变换为主电路结构的充电电源硬件电路和软件系统。样机试验波形表明,该智能充电电源设计方案合理,输出的电压纹波小,稳定性高,具有较好的实用价值。     

基于双向变换技术的光伏LED照明系统设计

研究了基于Zeta/Sepic双向变换器的光伏半导体发光二极管(LED)照明系统,提出一种充电控制算法,其既能实现太阳能电池的最大功率点跟踪(MPPT)又能满足蓄电池电压限制条件和浮充特性;设计一种基于HV9930控制芯片的LED恒流驱动电路。构建实验系统,测试表明,控制器可以根据蓄电池状态准确地在MPPT、恒压、浮充算法之间切换,MPPT充电效率较恒压充电显著提升,LED驱动电路恒流效果好。