Teaching Transistor Circuit Design to Undergraduate Engineers

A simple equivalent circuit is proposed which can form the basis for undergraduate courses in circuit design. The circuit sacrifices a small amount of accuracy in gaining a great deal of simplicity. Since this equivalent circuit applies to all areas of design, a unified, practical approach to transistor design can be developed. Several justifications are presented for using this equivalent circuit rather than other design methods.     

微机型继电保护测试用模拟断路器的研制

目前市场上销售的模拟断路器大多数不能与微机型继电保护测试装置配合使用，少量可配合使用的模拟断路器价格又普遍较高，可靠性和抗干扰性较差。为解决这一问题，研制了一种以数字电路为核心的集成电路模拟断路器。它由“主回路”、“控制回路”和“保护回路”三部分电路组成。此模拟断路器具有造价低、功耗小、计时准确并可与微机型继电保护测试装置相配合来检测成套保护装置等特点。大量试验证明它还具有工作可靠和抗干扰性好等优点。     

一种新型微机直流操作回路接地检测和短路保护装置的研制

直流操作回路在运行过程中由于接地点的难以准确定位和缺乏有效的直流短路保护等原因，导致有时发生电力主设备损坏的重大事故。因此，对直流操作回路接地点的准确定位和短路保护装置的研制具有重大现实意义。作者首次交流系统三段式电流保护的概念及逻辑判据应用于直流操作回路，构成了三段式直流短路保护，同时提出了以霍尔电桥检测直流操作回路接地故障的新方法，并根据其原理研制了相应的装置。数值仿真和模拟试验表明本文方法能克服直流操作回路分布电容电流的影响，准确检测出直流操作回路接地故障，并能准确地快速地识别并切除直流操作回路的短路故障。     

电力电子变换器主电路拓扑辨识型

针对电力电子主电路拓扑辨识这一目标，提出了两种辨识方法。首先，利用开关支路电流变量为零或非零的信息可确定开关通断状态这一基本原理，通过检测一组拓扑线性无关的开关支路电流变量，可以实现电力电子电路的拓扑辨识。另一方面，基于电路的拓扑向量在不同电路拓扑中变化规律各不相同的基本事实，通过对最简拓扑向量的选取、验算及监测，可依据较少的检测量而实现电力电子电路的拓扑辨识。这两种方×法分别适用于复杂或简单的电力电子电路。     

基于IGCT的三相接地系统故障限流器及其控制策略

提出将带旁路电感的三相接地系统桥式短路故障限流器中的半控开关器件用大功率自关断器件IGCT(integrated gate commutated thyristor)代替,从而将变流桥路的失控时间由半个周期缩短至检测电路的延时时间以内,可显著减小直流电抗器的电感量,将占限流器体积、重量、成本主要部分的直流电抗器缩小到原来的1／9．6。分单相短路、两相短路、三相短路3种情况对基于IGCT的短路故障限流器及其控制策略进行了仿真研究,仿真结果证明了所提出的故障限流器及其控制策略的有效性和实用性。     

基于图论的n阶升压式谐振开关电容变换器潜电路分析技术

本文基于图论方法分析n阶升压式谐振开关电容变换器的潜电路路径，由此提出该类变换器潜电路图论分析的一般方法，为预先发现和消除高阶升压式谐振开关电容变换器中的安全隐患提供了理论依据。文中首先以3阶升压式谐振开关电容变换器为例，将电路拓扑简化为有向图，得出连接矩阵，根据连接矩阵算法计算节点间的所有通路。然后根据电路原理分析所得的通路，经筛选、剔除，得出有效路径，再与变换器正常情况下的通路比较，分析得到潜在的路径。最后将以上分析方法和结果推广到n阶升压式谐振开关电容变换器潜电路研究中。     

±1100kV特高压直流输电晶闸管阀运行试验系统设计

为满足我国特高压直流输电发展和建设的需要,提出了满足±1 100kV特高压工程换流阀运行试验系统的设计。根据±1 100kV特高压工程规范,提出了预期运行试验参数,从运行试验系统的一次电气原理设计、二次控制保护设计和测量监测设计3个方面进行讨论和研究,最终通过仿真手段对电气原理和控制系统原理进行了验证。研究结果表明,±1 100kV特高压工程换流阀运行试验系统设计是可行的,可以满足所有运行试验的要求,更加符合换流阀设计的特点,能够达到试验检测目的。该试验回路建成,可以满足±1 100kV工程阀15级串联同时进行运行试验,也将成为世界上容量最大的运行试验回路,可以为我国±1 100kV直流输电工程研发和工程建设提供保障。     

一种太阳能庭院自控LED灯电路系统设计

设计了1种在较宽阔的公共场所、家庭小院使用的太阳能LED灯。该设计的器件容易选择,安全性能高,LED灯可根据光亮情况自动控制开关,使用方便,照明效果好。在系统功能模块的基础上,阐述了主要设计要点,包括太阳能光伏板、储能电瓶、过压保护电路、欠压保护电路、光控电路、升压电路、LED灯7部分。文中对VR1、VR2、VR3等电路设计参数进行了精细调整,保证了设计效果。     

断路器在线机械状态的信息处理

介绍了一种断路器机械状态在线监测与诊断的方法。通过分析同步采集到的振动信号、线圈电流以及断路器的分、合信号,可提取其特征信息量(即指纹信息),并据此对断路器的机械状态作出判断。     

一种光伏发电软开关直流升压电路

针对传统boost电路升压比不高的缺陷,改进了一种组合式光伏发电直流升压电路,该电路结构前端采用boost电路和半桥电路串联组合成的升压逆变电路,用隔离变压器实现两级升压,副边采用副边移相控制的一种改进的三电平结构。改进后电路的开关管数量增加,电路中的开关管均实现软开关,从而减少开关过程中的损耗,电路的效率提高。该电路的特点:(1)电路结构简单明了;(2)平均电压增益较高,为后端的逆变提供一个较高的电压;(3)所有开关管实现软开关功能,效率提高。     

一种全波整流有源箝位ZVS正激变换器的研究

介绍了一种中心抽头全波整流有源箝位ZVS正激变换器的工作原理及主要参数计算。有源箝位电路由一个箝位开关管和箝位电容组成。变压器磁芯实现无损复位,励磁能量和漏感能量全部传递到负载,磁芯利用率高,功率开关管承受电压应力降低。通过变压器漏感与开关管输出电容的谐振,主开关管与箝位开关管都可以实现ZVS开通,提高了变换器工作效率。首先分析了变换器工作原理,然后给出了主要参数的计算方法,最后通过样机(48V输入,5V/20A输出)实验验证了该拓扑的高效性能。     

The Method for Measuring Circuit Breaker Overtravel Based on Operating Process

At present, the over-travel measurement of high-voltage circuit breakers is mostly carried out after the circuit breaker is completely dismantled. The disadvantage of the measurement is that it can only be measured when the circuit breaker is dismantled and overhauled. Defects are diagnosed in a timely and effective manner, and capacity causes hidden troubles. This article provides a method for direct measurement of hydraulic circuit breakers without any adjustment or disassembly. The method can be carried out in various situations such as minor repairs, major repairs, and temporary repairs, which not only saves time, but also improves accuracy of the measurement. The comparative test results show that this method can be simple, convenient and effective to measure the overtravel of the high-voltage circuit breaker.     

超高压智能操作断路器智能控制单元的研究

根据智能操作断路器的基本原理,研制了智能听任的核心部件－－智能控制单元。该单元具有自动识别断路器的工作状态,针对不同工作状态自动调整断路器的操动机构以实现预期的开断特性,记录工显示断路器的工作状态,与远端主机进行通信等４大功能。中阐述了智能控制的工作原理,设计制作了硬件系统,编制了相应的软件,在模拟线路上的实验表明,该控制单元能够实现预定的自要求。     

一种适用于GaN器件的谐振驱动电路

针对氮化镓(GaN)器件,传统的驱动电路是电压源型驱动,在高频下充放电回路中的寄生电感会引起栅源电压振荡,超过GaN器件的栅源耐压值,损坏GaN器件。采用谐振驱动(RGD)电路是解决上述传统驱动存在的问题的有效途径之一,利用LC谐振,在GaN器件开通和关断时提供一条低阻抗箝位路径,减小栅源电压的振荡,提供一个稳定的栅源电压。详细分析了RGD电路的工作原理,同时设计制作了1 MHz的Boost变换器原理样机,并给出了实验结果。     

Feasibility analysis of specialized PEEC solvers in comparison to SPICE-like solvers

The Partial Element Equivalent Circuit (PEEC) method provides an electric equivalent circuit for a physical geometry. This circuit can be combined with external passive/active lumped elements, enabling the simulation and co-design of combined circuit and electromagnetic (EM) structures. The resulted circuit can be solved in a dedicated solver, or equivalently can be exported to a SPICE-like solver. In this paper, the inclusion of passive and active lumped circuit elements in PEEC method has been studied and a combined solver has been developed. To demonstrate the capability of the solver, three structures are examined. All examples include a transmission line-PEEC model and active components. Results are compared with those from OrCAD, where an analytical model for the transmission line is used. Good agreement between the results shows the feasibility of using PEEC to solve this type of mixed problems. Also, comparison has been made in terms of implementation and feasibility for the aim of developing the optimal EM solver with active elements support. It is shown that SPICE is not a suitable choice to solve the PEEC models and, a specialized solver can solve the system in a much faster way. On the other hand, all the definitions and models of circuit devices e.g. transistors, MOSFETs, etc. should be implemented in the specialized solver, which raises a trade-off between the solution time and the implementation time.     

永磁机构操作线圈等效电路的建模

从电路角度分析了永磁操动机构的线圈电流波形与动铁心行程间的关系,采用分段线性化的思想,建立了操作线圈的两种等效电路模型。根据实际机构仿真设计中给出的操作线圈电流波形计算出模型中各段电路参数,并对线圈中的电流波形进行了拟合。将其与同一机构的仿真设计波形和操作实验结果进行比较后证明,用这种方法建立电路模型、计算电路参数是正确可行的。所提出的电路模型可用于永磁机构操作控制器中线圈电路的仿真设计,特别是选择电力电子器件及其保护电路参数。     

用准精确等效电路计算异步电动机的性能

本文对在异步电机精确等效电路中令r_m=0的准精确等效电路进行了实例分析计算,同时用精确和简化等效电路进行了对比计算.结果表明,用准精确等效电路计算,电磁转矩T_m,最大转矩T_(max)及发生最大转矩时的转差率S_m等,可用简捷的实数形式表达,且有关电机各项性能的计算结果与用精确等效电路计算出的结果十分接近,这给实际应用带来了很大方便.     

基于SiC器件的大功率交错并联Buck电路

交错并联Buck电路能够以较低的开关频率实现高频输出,在与传统的Buck电路输出电流相同的情况下,输出的电流纹波减小,支路电流为主电路的1/2,从而减小了开关管和二极管的电流应力,在一定程度上可以提升电路效率。碳化硅(SiC)作为一种新型材料,可以在高压、大功率、高频、高温条件下应用。在大功率条件下把碳化硅和交错并联Buck电路结合起来,与硅(Si)器件进行对比,通过实验进行验证,结果证明SiC交错并联Buck电路的应用优势。