基于PSCAD/EMTDC的三电平电压源型STATCOM的仿真研究

根据STATCOM的基本原理,分析和推导了其数学模型。根据其数学模型,利用PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件建立了三电平静止同步补偿器STATCOM的仿真模型。采用SPWM调制方式和PI调节的控制策略来控制系统的直流侧电压的稳定和输出无功功率的大小,并对其进行了仿真。仿真结果证明采用此种控制策略能够达到控制要求,也说明了三电平电压源型STATCOM可以很好地补偿无功功率,提高功率因数,有效地改善电能质量。     

三电平SPWM波的改进算法研究与谐波分析

以提高正弦波脉宽调制（SPWM）供电质量为主要目的,SPWM脉宽调制法通常可分为两电平、三电平和多电平调制法,其中,三电平SPWM波比两电平SPWM波有更好的消除谐波特性。并且基于三电平的SPWM规则采样法是一种为简化SPWM波开关点计算衍生出来的计算方法,一定程度上可以替代比较调制算法。本文提出了一种三电平SPWM波开关点实时计算的方法,并且给出一般性计算公式。通过MATLAB编程,对计算结果进行了谐波分析,同时为了与实际应用相结合,提出了一种包含死区时间的三电平SPWM规则采样算法。在设计开关点算法时,把死区时间计算在内,分析了谐波含量,为工程应用作了铺垫。     

三相Buck型三电平AC/AC变换器

提出三相Buck型三电平AC/AC变换器的电路拓扑结构,研究其电路工作原理,并给出控制策略以实现输出电压和飞跨电容电压的联合控制。相比于两电平变换器,三相Buck型三电平AC/AC变换器的开关管数量加倍,并增加了3个飞跨电容,但各开关管的电压应力均降低为原来的1 2,故适用于高输入电压大功率应用场合。仿真结果证明了三相Buck型三电平AC/AC变换器及其控制策略的可行性和理论分析的准确性。     

一种高精度可调电平接口电路设计

为了满足各种仪器或电路所需的接口电平,设计了一种可生成频率范围在25 MHz～3.2 GHz、电平差模范围为0～1.9 V、共模范围为-4 V～4 V可调电平的接口电路。外部驱动源驱动差模电路产生一个频率为25 MHz～3.2 GHz的差模信号,由数模转换器产生的共模信号通过电阻与差模信号耦合输出电平信号,通过两个信号参考端隔离的办法实现电平的共模电压和差模电压解耦调节,差模和共模信号电平值通过电平控制模块来设定。选择接口输出为标准LVDS、RS485和PECL电平进行实验测试,测试结果表明,该电平接口电路输出的电平信号稳定,精确度高,电平误差小于5 mV。     

双星型模块组合型多电平变换器的PWM控制策略

双星型模块组合型多电平变换器(MMC)具有良好的可扩展性、模块化、故障无损特性,是一种能很好满足未来高压或中压功率变换需求的拓扑。然而,很少文章对其PWM调制策略及参考电压指令生成方法进行详细的分析和讨论。基于MMC的电路结构特点和基本工作原理,本文提出一种优化的载波移相SPWM控制策略和电压控制策略,无需额外的硬件电路,即可实现对MMC功率单元直流电容电压良好的均压控制效果。通过一台5电平三相MMC的仿真结果,详细分析了其动态特性、静态特性,验证了本文控制策略的有效性以及MMC的可行性。     

0．6VCMOS轨至轨运算放大器

为适应低压低功耗设计的应用,设计了一种超低电源电压的轨至轨CMOS运算放大器。采用N沟道差分对和共模电平偏移的P沟道差分对来实现轨至轨信号输入．。当输入信号的共模电平处于中间时,P沟道差分对的输入共模电平会由共模电平偏移电路降低,以使得P沟道差分对工作。采用对称运算放大器结构,并结合电平偏移电路来构成互补输入差分对。采用0．13μm的CMOS工艺制程,在0．6V电源电压下,HSpice模拟结果表明,带10pF电容负载时,运算放大器能实现轨至轨输入,其性能为：功耗390μw,直流增益60dB,单位增益带宽22MHz,相位裕度80°。     

一种高性能Class D音频放大器PWM控制的设计

文中设计了一种应用于Class D音频放大器中高性能PWM控制。该控制能够在较宽的电源电压范围内,使调制锯齿波的输入电平及音频输入信号经过前置放大后的共模电平跟随电源电压的变化而变化。共模电平经过PWM比较器得到占空比随输入信号变化的控制信号,从而提高系统的输出功率。仿真结果显示,当电源电压在2．4-5V范围变化时．音频信号和调制锯齿波的共模电平偏差在2mV以内,同时锯齿波的幅度也随着电源电压的升高而升高．显示了良好的线性跟随性。     

一种新型超宽共模输入范围放大器设计

在分析传统CMOS宽共模输入级结构基础上,设计了一种新型CMOS电路结构实现超宽共模输入范围(ICMR)的运算放大器。此设计通过提取输入共模电平与参考共模电平比较放大,反馈到输入信号端,使信号在放大前共模电平趋近参考共模电平,可扩大输入共模电平范围,并有利于OP core性能保持稳定。电路采用TSMC 0.13μm CMOS工艺进行设计,利用Cadence仿真,结果表明:在3.3 V电源电压下,输入共模范围为-1.5 V～4.8 V,开环增益为74 dB,单位增益带宽为11.4MHz,相位裕度为74°。     

基于SOI CMOS工艺的LVDS驱动器设计

基于绝缘体硅(SOI)0.35μm工艺实现了一款满足IEEE 1596.3和ANSI/TIA/EIA-644工业标准的低压差分信号(LVDS)驱动器芯片。全芯片分为预驱动模块、输出驱动模块、共模反馈模块、使能模块和偏置模块。提出了一种具有低输入电容输出驱动模块电路结构,经仿真验证可有效降低LVDS预驱动模块30%的功耗,同时降低29%的信号延时。芯片利用共模反馈机制控制输出信号的共模电平范围,通过环路补偿保证共模反馈电路的环路稳定性。芯片使用3.3 V供电电压,经Spice仿真并流片测试,输出信号共模电平1.23 V,差分输出电压347 mV,在400 Mbit/s数据传输速率下单路动态功耗为22 mW。     

三电平STATCOM不平衡控制策略研究

与传统两电平静止同步补偿器相比,多电平静止同步补偿器由于具有电压等级和装置容量高、输出波形质量好等优点在高压大功率场合得到了广泛的应用。本文首先对三电平STATCOM（静止同步补偿器）的工作原理和运行特性进行了阐述,接着针对阻感负载提出了一种基于序分解的三电平STATCOM不平衡控制策略,并在电网电压不平衡以及负载不对...     

交流电动机传动用电压源逆变器损耗的分析

整流器与逆变器是工业变频器中重要的两种变换器,其功率损耗的大小决定于变换器的调制算法、传动系统的负载特性与运行方式等因素,而变换器的功率器件功耗大小又决定了整个变频器的效率、散热处理、安全运行等方面。本文理论推导了普通SPWM、谐波注入PWM、损耗最小PWM、常规SVPWM、以及共模电压抑制时电压源逆变器中功率器件功耗的计算公式,所得结果均得到了仿真分析验证。以22kW工业变频器100A IGBT和SPWM算法为例,进行了初步模拟计算。所推导的功耗计算公式对实际逆变器散热设计具有一定的参考价值。     

带有死区功能的数字SPWM通用仿真模型研究

目前绝大多数的正弦脉宽调制（SPWM）波的仿真仍采用模拟方式实现。为了便于数字化控制系统中SPWM波的仿真,在此基于SPWM波的产生机理,在PSIM仿真环境下,结合VISUAL C＋＋开发了纯数字实现的SPWM波通用仿真模型。利用该模型,可以任意仿真不同载波频率,调制波频率,死区时间及调制比下的双极性SPWM波。最后,以全桥逆变电路中常见的死区效应分析为例,利用该模型搭建仿真电路进行了仿真分析。仿真结果表明了该模型的正确性和合理性。     

基于FPGA与LABVIEW的SPWM波研究

SPWM(正弦脉宽调制)波是变频控制中常用的波形.文中提出了一种研究SPWM波的方法,首先离线计算SPWM波脉宽数据,存储到FPGA(现场可编程门阵列)的ROM中,FPGA用查表法产生SPWM波,再采集SPWM波信号并用LABVIEW软件进行频谱分析.用此方法实际产生了各种模式的SPWM波,并对其谐波进行预评估.将FPGA与LABVIEW相结合,可以很方便地获得优化的SPWM波控制模式,具有较高的实用价值.     

基于Matlab的三相桥式SPWM逆变器建模与仿真

对三相桥式逆变电路原理及其SPWM控制原理进行简单的分析,针对开环SPWM电压的不稳定提出一种电压闭环SPWM控制模型。在Matlab/Simulink软件环境中分别建立了三相SPWM逆变器开环仿真模型和具有电压调节作用的SPWM闭环仿真模型,分别对其进行仿真分析。仿真结果表明电压闭环SPWM控制比开环SPWM控制具有更好的动静态特性。得出的结论对三相桥式逆变器的原理的理解、参数的确定、电路的设计有一定的参考价值和指导意义。     

基于空间矢量调制三相电压型PWM整流系统的仿真

正弦脉冲宽度调制(SPWM)技术应用于传统的电压型PWM整流中,SPWM的控制波形可由相间解耦得到。然而,这个过程复杂且直流电压利用率很低。本文提出了一种在同步参考坐标下的三相电压模型的控制策略,空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)。整流器具有高质量的直流侧电压和功率因数。文章提供了MATLAB/SIMULINK的仿真模型。结果证实了模型的正确性及其控制方法。仿真结果表明,与传统的SPWM方法相比,这种方法能明显提高系统的动态性能。     

基于重复控制与电压双闭环控制的逆变器设计

文章提出了一种基于重复控制与电压双闭环控制相结合的单极倍频SPWM正弦波逆变器控制方案,详尽阐明了单极倍频SPWM控制方式的工作原理,并给出了逆变系统的数学模型,在此基础之上研究了重复控制与电压双闭环控制相结合的控制方案。实验结果表明：这种逆变器输出电压只有较小的谐波含量,同时具有良好的动态特性。     

Amplitude distortion compensation for voltage source dc/ac inverters

The objective of this paper is to propose two different modified sinusoidal pulse width modulation (SPWM) control schemes, MPWM-S and MPWM-T, for the dc/ac inverter with a non-constant dc voltage source. The amplitude distortion of the pulse width modulated waveforms is caused by the input dc voltage source variation and has the most significant impact on the dc/ac inverter’s ac output voltage spectral errors. The proposed MPWM-S and MPWM-T can achieve the desired fundamental amplitude and eliminate the low order harmonic components caused by the dc voltage source variation. The mathematical analysis of the amplitude distortion and the systematic development of the MPWM-S and MPWM-T are presented in this paper. The proposed MPWM-S and MPWM-T are feed-forward compensation methodologies and can be integrated with any practical feedback control schemes. Hardware implementations of the proposed control schemes can be easily accomplished by adding one or two analog multipliers to the traditional SPWM control circuit. The performance of the two proposed modified SPWM control schemes is verified by experimental results.     

准优化PWM技术在级联型多电平变流器中的应用

级联型多电平变流器是目前高压变流器的主要拓扑结构之一，载波相移SPWM技术是级联型多电平变流器普遍采用的方法，但是这种方法的一个缺点是直流电压利用率较低，为了提高级联型多电平变流器的直流电压利用率，将准优化PWM技术应用于载波相移SPWM技术中，通过分析并利用MATLAB进行仿真，验证了这种方案的可行性。     

A Designated Harmonic Suppression Technology for Sampled SPWM

With the development of motor-driven technology, the pulse width modulation (PWM) method plays a key role in the servo-control system and motor speed control. In recent years, sine PWM (SPWM) becomes the nucleus of a motor speed control system by means of variable voltage and variable frequency (VVVF). However, the harmonic component of the inverter output wave impairs applications in practice. As for applications, harmonic suppression technologies should meet the needs of high voltage a…     

A harmonic injection SPWM method for the high-responsive PMSM control system

In a permanent magnet synchronous motor (PMSM) control system, usually, the phase voltage instruction is limited independently to prevent a three-phase pulse width modulation (PWM) wave from overflowing. This method decreases the efficiency of the bus voltage and causes voltage vector direction errors. To solve these problems, we propose a harmonic injection sinusoidal pulse-width modulation (SPWM). This method uses harmonic injected sinusoidal PWM to improve the utilisation ratio of the bus voltage, and consequently improve system performance. In this paper, we analyse the problem in terms of potential difference. The simulation results show that the proposed method can increase the utilisation ratio of the bus voltage up to 15.4%, and the voltage vector mode obtained with the proposed algorithm is larger than that obtained with the conventional one. The method with harmonic injection consequently improves current response, without affecting voltage vector accuracy. The experiment results validate the proposed method.