线性放大变频电源的散热设计

鉴于线性放大变频电源易受温度影响的特性,设计了一套相应的散热系统。通过详细的推导计算,建立了变频电源主放大电路的三极管总管耗的准确计算和估算方法。并利用热阻等效电路表示系统散热路径,且给出了关于热阻的三极管结温表达式。在此基础上,由对散热器、散热风道和通风机的优化设计,研制出一套应用于线性放大变频电源的强迫风冷散热系统。通过Icepak进行热场仿真并与实际试验的结果相对比,验证了设计方案的可行性。     

脉冲电源水冷散热设计及有限元分析

针对大功率脉冲电源中IGBT模块瞬时发热量大的问题,提出了一套水冷散热解决方案。给出了IGBT模块损耗的快捷估算方法,详细分析了IGBT的散热途径。推导出了IGBT的热阻模型和水冷条件下散热器的热阻折算方案。利用仿真软件ANSYS建立了热分析模型,通过模拟脉冲电源工作时的热场状况对散热系统进行了优化。最后,在此通过搭建100 kW脉冲电源样机验证了该优化方案的实用性和有效性。     

串联谐振用三相变频电源的研制

研制了一种基于多级线性放大机理的串联谐振用三相变频电源(TPVFPS),该TPVFPS主要由信号发生单元、初级放大单元和主放大单元组成,通过单片机控制DDS芯片和数字电位器产生可调频调幅的信号,经两级线性功率放大,准确输出满足要求的实验波形。其中主放大单元有6种工作模式。在阐明TPVFPS的拓扑结构和工作原理的基础上,理论分析与计算了其输出效率和带不同性质负载的影响,并通过仿真和实验验证了该TPVFPS的可行性和相关输出特性。     

变频器中的IGBT模块损耗计算及散热系统设计

提出了一种设计变频器散热系统的实用方法,建立了比较准确且实用的变频器中IGBT(绝缘栅型双极晶体管)模块的通态损耗和开关损耗的计算方法,考虑了温度对各种损耗的影响,采用热阻等效电路法推导得出了散热器及功率器件各点温度的计算公式,并给出了散热器热阻的实用计算公式.在此基础上设计了一套采用强迫风冷的散热系统,计算结果与试验结果的对比,验证了该设计方法的合理性与实用性.     

简述散热片、电路板和印制电路板(一)

散热片是用来帮助工作在大电流、输出大功率信号三极管和集成电路散热的元件,散热片在家用电器中主要用于下列一些场合:一是套在功率放大管外壳上作为散热元件。二是装在功放集成电路上作为散热元件。三是装在稳压电路中的电源调整管上作为散热元件。四是装在彩色电视机等电源电路中的开关管上作为散热元件。     

逆变器中IGBT模块的损耗计算及其散热系统设计

介绍了一种在工程上比较适用的IGBT模块损耗的理论计算方法,并将其计算结果与厂家给出的仿真结果相比较,精度满足设计要求.在计算出IGBT模块损耗后,利用散热系统热阻等效电路,求出散热器热阻,进而设计出符合逆变器的强迫风冷散热系统.最后,通过ICEPAK软件对散热器进行仿真,由仿真结果表明散热器达到要求.     

一种低压永磁同步电动机驱动系统设计实验研究

对桥臂电压为28 V、电流峰值为100 A的低压永磁同步电动机驱动系统功率驱动电路和传感器接口电路进行了详细分析与研究,并对MOSFET的损耗进行了推导计算;采用热阻等效电路形式分析散热系统热阻.通过以上措施提高了系统的可靠性,通过实验验证了该系统具有良好的效果.     

75kVA三电平背靠背变流器的散热分析及优化

以75kVA三电平背靠背变流器为对象,先对包括功率母线在内的热源进行分析计算,而后给出了系统的等效热阻网络,并根据热阻网络为变流器设计了基于强迫风冷的散热系统。接着在建立该变流器三维几何模型的基础上用计算流体动力学有限元软件对其进行模拟仿真,分析了母线功耗、器件功耗和风机风量对变流器内热分布的影响规律,并提出了通过配置进风口开孔率和活动挡风板改进散热的措施。最后结合变流器实验装置,利用红外测温仪对带载稳定运行的变流器测试,进行实验验证。实验结果和仿真结果的对比表明,所设计的散热系统可以满足变流器的散热要求,同时各半导体器件散热均匀。所提出的散热设计方法和优化措施,对其他变流器的散热设计有一定的借鉴意义。     

大功率逆变器散热设计

本文研究了大功率逆变器中IGBT模块的散热设计。大功率IGBT模块在功率变换系统、无功补偿系统等领域有着广泛的应用,随着系统尺寸重量向着轻小化方向发展,IGBT模块单位体积内的散热量越来越高,严重危害了系统的稳定运行,因而对IGBT模块的热分析、热管理成为大容量IGBT技术发展的重要研究方向。本文提供了一整套的散热设计方法:首先对IGBT模块在实际工作电压电流下的损耗进行了分析计算,接下来提出了一种考虑IGBT模块内NTC热敏电阻的新型等效热路图,通过该等效热路图可较快速准确地进行结温以及热阻的计算,最后利用ANSYS的Design Xplorer模块对影响散热器热阻的关键参数进行了定量分析,并对散热系统的散热效果进行了仿真和试验分析,证明散热设计的准确性。     

小型静止无功发生器散热系统设计

研究了电力电子装置中常用的强制风冷散热方式。通过对对流换热过程的深入分析,确定了影响散热效果的因素,在尽可能增加散热面积的基础上,通过在流场中引入紊流来改善散热效果。据此对小型静止无功发生器(SVG)的散热系统进行了设计,完成了热阻、风量和风压的计算,以及风机选型和整个散热系统的设计。经过计算验证,该散热系统可以将芯片结温、壳温、散热器温度控制在允许的范围之内,能够满足小型SVG的散热要求。     

500kV并联电抗器现场局部放电试验

为了研究在运行状态下500kV并联电抗器主绝缘、匝间绝缘情况,对500kV并联电抗器现场局部放电试验的可行性进行了分析。由于变频串联谐振技术的广泛应用及低局放大功率变频电源的研制成功,使得500kV并联电抗器现场局部放电试验完全可以进行。通过计算合理配置了试验参数,在设计和工艺上采取了一些措施并构建一套现场测试装置,完全符合现场局放试验要求。应用该套试验装置进行了10台500kV并联电抗器现场局部放电试验。试验结果表明,该套装置可用于500kV并联电抗器局部放电的现场检测,该项技术可以提高500kV并联电抗器的技术管理水平。     

基于铝与层压硅铁热阻研究的电机定子-外壳界面压强确定方法

电机中由层压硅铁合金制成的定子与铝制散热器外壳之间的压强,会影响二者之间的接触热阻,从而影响电机的散热性能。选择合适的直径差,通过热套配合使定子与外壳之间形成合适的压强,是电机设计中重要的环节。本文通过对不同表面处理的硅铁合金和铝试验样块在不同压力下散热性能的试验,分析了电机中热套配合接触面压强值对电机散热性能的影响。试验结果提供了原表面以及研磨表面两种表面处理的硅铁合金层压面在0～10MPa压强区间内与铝表面之间的热阻系数,以及接触面温度对热阻曲线的影响。随后本文将热阻的试验结果与内部应力和耐受转矩曲线结合,提供了一种在已知散热和转矩需求的电机中确定最优的热套配合压强范围的方法,使得设计既能满足电机性能需求又能避免内部应力过高带来的材料屈服的风险。     

一种DC/DC电源模块热阻模型建立和散热设计

随着DC/DC电源模块功率密度的不断提高,良好的散热设计是保证电源可靠工作的前提.首先对所用电路拓扑进行了介绍,然后建立了电源模块的热阻模型,通过对主要热源之间的耦合关系进行分析,对温升进行了计算,并利用Flotherm软件建立热仿真模型来验证热阻模型的正确性.针对热应力集中点,提出热性能优化设计方案,最后实验验证了仿真模型的准确性和优化方案的可行性.     

2MW风电变桨伺服驱动器IGBT损耗计算及散热系统设计

提出了一种比较准确且实用的计算IGBT模块通态损耗和开关损耗的可行方法,在计算出IGBT模块损耗后,利用热阻等效电路法推导得出了IGBT模块及散热器各点温度的计算公式,并给出了散热器热阻的经验计算公式。在此基础上设计了一款2 MW风电变桨伺服驱动器的散热系统,建立了实验电路,并测量了散热器的实际工作温度,与计算结果进行对比,从而证明了设计的合理性。     

三极管放大倍数的脉冲测试

阐述了三极管的参数及3种工作状态,并深入研究温度对三极管相关参数的影响。为了降低温度和环路问寄生振荡对测试系统的影响,能更加准确测量三极管的放大倍数．通过硬件闭环电路的设计,实现了300μs内三极管放大倍数的测试。采用电路的布局和硬件相位补偿,减少多级放大器与被测器件共同构成的闭环回路而产生的电路振荡,从而提高了hPE测试的真实性和精准度。     

放大电路任接三端网络动态性能的解析解法

本文研究了放大电路的节点数一定时,若在i、j、k三节点间插入一线性无独立源的三端网络时,放大电路低频小信号时动态性能的解析解法。给出了当三端网络分别为晶体三极管、场效应管和线性集成电路时,计算放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的解析表达式。     

潜水设备专用变频电源主电路的设计

针对潜水行业的特点,介绍了一种新型潜水设备专用变频电源,该电源采用变压器和变频电源结合的供电主电路,提供了正常和应急两种情况下的供电模式,可靠地解决了潜水设备的供电问题.通过对1台250 kV·A变频电源主电路的设计,详细介绍了潜水设备专用变频电源主电路的设计及其计算方法,并给出了其实用效果.     

高压变频器散热系统的设计

对6kV, 2.5kW 高压变频器的散热系统进行了研究和设计。提出采用强迫风冷解决变频器的散热问题。在计算出系统各个功率器件发热量的基础上,根据发热量与温升之间的关系,计算出各功率开关器件所需散热器的热阻,选择了合适的散热器,并根据整个系统的发热量和散热器对气流的要求,对风机的选型以及风道的设计进行了探讨,设计了一种前进风后出风,每个散热器都与风腔独立密封连接的抽风方案。试验结果表明,该散热系统能满足运行要求。     

油浸式变压器热路模型的修正及实验验证

变压器绕组的热点温度是限制运行中变压器负载能力和影响变压器寿命的最大因素。快速准确地获取变压器绕组热点温度对变压器安全稳定运行具有重要意义。文中根据变压器不同的冷却方式,对变压器片式散热器的散热热阻进行了修正。并通过变压器温升实测数据与模型仿真计算数据的比较,验证了修正散热热阻后热路模型的有效性和准确性,从而得到了一个快速且较为准确的计算变压器热点温度的方法。     

一种多功能多电平变压变频电源研制

为了适应分布式发电系统并网测试研究的需要,提出一种多功能变压变频电源,该变频电源的电压调节控制灵活,可通过单套逆变器生成较大的电压矢量,然后通过两种电压矢量的夹角控制,生成较低的电压,直至零电压,因此该电压源在低电压输出时电压精度高、谐波小;当两种电压矢量的输出电压频率不一致时,则为叠频输出。该变频电源控制系统采用DSP和FPGA,实验结果表明该变压变频电源性能优良,稳定性高。