APFC电路断续电流模式的谐波分析与补偿

断续电流模式APFC电路输入功率因数低、谐波含量高,阻碍了小功率开关电源向低成本、高性能发展.对断续电流模式APFC电路的工作原理及谐波产生机理进行了分析,设计了一种谐波补偿电路.应用Saber软件对其进行了设计仿真和电路实验,测试结果验证了设计思路,降低了电路谐波,可以应用于小功率开关电源和电子镇流器中.     

一种改进型单级功率因数校正电路的设计

分析了改进型单级功率因数校正（PFC）电路的电压应力、电流应力,并采用Psim仿真软件对电路进行仿真,给出了样机试验数据表及仿真曲线图。结果表明,断续导电模式下的PFC与DC／DC的单级PFC电路比较适用于小功率AC／DC变换器,且可以得到很好的性能,具有良好的经济效益。     

应用于塑料薄膜表面处理的电压源谐振变换器放电波形研究

电压源谐振变换器广泛应用于介质阻挡放电薄膜表面处理领域,其放电波形是影响薄膜表面处理效果的重要因素。首先分别对连续电流模式和断续电流模式下的电压源谐振变换器进行时域解析,证明了断续电流模式下放电电流波形能独立于功率而自由调节,而连续电流模式下放电电流波形与功率耦合而无法独立调节。然后以此为基础,设计并搭建了2台连续电流模式和断续电流模式的350 W/30 k Hz变换器样机,对双轴向聚丙烯、流延聚丙烯和聚酯三种材料样品进行了表面处理和效果对比。结果表明:在相同功率和频率下,与连续电流模式相比,断续电流模式中谐振电感越小,放电脉宽越窄,峰值电流越大,塑料薄膜的表面接触角越小,处理效果越好;断续电流模式下减小谐振电感可缩短放电脉宽,使得达到相同表面处理效果所需功率越小,实现了节能目的。     

一种断续电流模式的新型高频电流源驱动电路

随着高频功率变换器开关频率不断提高,其功率器件MOSFET频率相关损耗都大幅增加,特别是开关损耗和驱动损耗.为减小上述损耗,电流源驱动方式被提出.提出一种新型断续电流模式的电流源驱动(current source driver,CSD)电路.相比连续电感电流CSD电路,其最重要的优点是:电流源电感值大为减小(1 MHz开关频率时一般为20 nH,减小约90%).所提CSD电路具有开关速度快、开关损耗小的优点,同时,通过电流源电感可以回收高频驱动能量.由于所提电路工作在电流断续模式,因此其环流损耗小,且占空比和开关频率变化范围宽.详细分析其工作原理,讨论最优设计,并给出实验结果.     

寄生参数对有源功率因数校正器电流畸变的影响

单相有源功率因数校正技术已广泛应用于中小功率场合,其性能与控制方式、工作模式及参数设计均有密切联系。分析各种模式下电路寄生参数对输入电流谐波畸变的影响。在断续工作模式下,针对传统的开关周期平均电流模型分析结果不精确、分析范围小的不足,提出基于Boost电感电流数学模型的分析方法,并结合三角傅里叶变换分析了电路主要寄生参数(包括寄生电容、线路损耗等)对输入电流畸变的影响。实验验证了数学模型的有效性和理论分析的正确性。     

DCM Boost PFC数字化的研究

传统断续导通模式的Boost PFC采用单电压环控制算法实现,但存在输入电流畸变大、功率因数不高的问题,从理论的角度深入分析了单电压环控制法不足的原因,根据Boost PFC电路在断续导通模式下的输入输出电压比,利用功率守恒原则,提出了适用于断续导通模式的DCM预测电流法,与单电压环控制法相比电流畸变、功率因数均得到改善。实验结果验证了理论分析的正确性。     

交错并联Boost PFC电路的应用研究

详细论述了电感电流断续模式下的Boost PFC交错并联电路,该控制电路能有效减小输入电流纹波和开关器件的电流应力、减小单个电感容量和前级EMI滤波器尺寸,提高PFC电路的功率等级和效率。分析对比了电感电流断续模式下,交错并联Boost PFC电路中分立电感和耦合电感的工作原理。由分析可知,采用电感直接耦合的PFC电路存在电感峰值电流增大,输入电流谐波含量高,功率因数低等问题。采用一种新颖的耦合电感绕线方式,并利用Gyrator-Capacitor法对该耦合方式建立模型,仿真和实验证明这种新颖的电感绕线方式能很好地克服电感直接耦合存在的缺点。     

单周期控制的PFC电路切换线性模型

为了深入研究单周期控制技术的系统控制过程和工作机理,采用非线性控制理论,建立电流断续条件下boost变换器的切换线性模型并对模型进行分析.给出了boost变换器运行时三个模式的动力学方程以及各模式间的切换序列,分析了在电流断续条件下的能控性.通过和电压跟随器控制的功率校正电路输出电压作对比,表明了采用单周期控制技术后输出电压超调量更小,动态响应速度更快.分析所采用的方法同样可以用于单周期控制buck、buck-boost变换器电路,为单周期控制技术的推广提供理论依据.     

基于状态平面模型的多模态恒功率谐振电容器充电电源研究

谐振型电容器充电电源因其高效、高功率密度被广泛应用于脉冲功率领域,其控制方法多为断续模式的恒流控制,控制简单但存在充电速度慢、开关器件应力大的缺点。恒功率控制可以加快充电速度,但电流断续模式(discontinuous conduction mode,DCM)谐振电流峰值大、平均值小,器件应力大;电流连续模式(continuous conduction mode,CCM)充电后期开关频率高,硬关断损耗与干扰严重。为了实现电容器恒功率充电的同时弥补单一CCM或DCM模式充电的不足,该文提出一种新型多模态恒功率控制策略,综合利用CCM电流平均值大、峰值小与DCM开关损耗小的优势。状态平面法便于准确直观分析谐振电路变模式恒功率充电过程,因此文中通过CCM与DCM运行时的状态轨迹推导出恒功率控制模型,设计并实现各充电模态的平滑切换。最后通过实验验证,该多模态恒功率控制策略能够在显著加快充电速度的同时不增加开关器件应力。     

三管单级双向电流源高频链逆变拓扑研究

提出了一种单级双向电流源高频链逆变拓扑结构,该逆变器由高频变换器、高频变压器及周波变换器组成。主电路只需要3只功率开关管就能实现DC/AC单级变换和能量双向传输。介绍了电路工作在电感电流断续模式下的工作原理和控制原理,并给出了电路的主要参数设计。实验证明,电路运行可靠,负载适应性好,具有良好的输出特性和双向功率传输的能力。     

半盲信道估计在OFDM低压电力线通信中的应用

概述了低压电力线统计AR模型的建立方法,并用这种方法得到了实测数据统计结果下的低压电力线信道特性;对LMS和Decision-feedback两种半盲信道估计算法在低压电力线OFDM系统中的性能进行了仿真和分析,二者的性能比较结果表明,LMS算法更适用于低压电力线OFDM通信系统。     

风光涉网性能对宁夏电网第三道防线的影响

为研究风光涉网性能对电网第三道防线的影响,针对宁夏电网,基于电网第三道防线、风光电站的低压/过压保护及静止无功发生器(SVG)实际配置情况,利用PSD-BPA仿真软件,分析风光场站低压/过压保护及SVG投退等新能源涉网性能对电网第三道防线的影响。结果表明,SVG退出且电网发生严重故障时,低压减载与解列装置相继动作引发过电压,触发过压保护动作致风光大规模脱网,较大功率缺额使频率陡降触发低频减载动作等连锁反应,最终导致电网崩溃;反之,SVG可提供电压支撑,风光脱网较少,不会引起后继频率问题。最后,提出增强风光涉网性能的合理化建议。     

低压配电智能监控终端的设计与实现

阐述了低压配电系统无功补偿的现状和特点,分析了无功补偿方式和低压终端无功补偿的特殊性.介绍了面向该应用对象的基于PIC单片机的配电智能监控终端设计.该配电智能监控终端具有高性能、低价位、高可靠性和配置灵活等特点.     

评价热电厂能量利用有效性的热力学指标

通常衡量发电厂的一个很重要的指标就是效率,效率高,性能好;效率低,性能差。这对只进行电能生产的蒸汽轮机和燃气轮机是非常有效的评价指标。但对既供电又供热的电厂,这样评价是不全面、不充分的,因功和热是两种不同质的能量,不能相提并论,因此,需要另外的参数来评价热电厂能量利用的有效性。     

基于耦合电感的低纹波数字DC/DC电源

针对数字开关电源比模拟电源输出纹波大的问题,介绍了一种降低数字开关电源输出纹波的有效途径.利用耦合电感滤波网络,达剑低纹波的要求,同时不会破坏原开关电源的动态性能.基于AFS600混合信号FPGA搭建了数字DC/DC电源平台,实现了片上控制系统.实验证明,输出纹波得到了有效抑制,纹波降低了50%.     

采用智能控制的DFIG风力发电系统

引入智能控制方法以提高双馈感应发电机(DFIG)在低风速时捕获风能的性能,在高风速时输出功率满足运行要求.在低于额定风速时,采用模糊控制器控制风轮转速,从而获得最大风能利用系数;在高于额定速时,采用神经网络控制器控制桨距角,从而保持输出功率恒定.并利用Matlab/Simulink平台,对引进智能控制的风电系统和采用传统控制策略的风电系统进行了对比仿真研究,验证了智能控制的有效性.     

实时操作系统在电能质量监测器中的应用

介绍了一种基于实时操作系统(RTOS)的低压电能质量监测器的设计方法。根据电能质量监测的各种功能需求,对操作系统进行了裁减和改进,并移植到CPU上,并在此基础上开发了实现电能质量监测的各个任务函数。实际应用证明,采用实时操作系统作为运行平台的电能质量监测器,具有良好的运行实时性、稳定性和可靠性。     

电流型PWM整流器低电压应力空间矢量PWM(SVPWM)研究

为了有效降低三相电流型。PWM整流器(CSR)功率管的电压应力，提高CSR运行可靠性，在详细分析了二相CSR功率管换相过程基础上，提出了基于空间矢量(SVPWM)的三相CSR低电压应力控制新方案。该方案通过实时调整矢量合成顺序，使原本不处于自然换相的功率管处于自然换相状态，从而降低了三相CSR功率管的电压应力。另外，由于采用了SVPWM控制，使得三相CSR具有电流利用率高、开关损耗小、动态响应快等优点。因此，新方案特别适合于大功率三相CSR变流系统的设计。理论分析和试验结果证明了方案的正确性。     

可测性设计测试向量低功耗设计方法

随着半导体工艺尺寸的不断缩小和芯片集成度的提高,大规模、高性能处理器中的测试面临着许多严峻的挑战,其中,测试功耗已经成为大规模、高性能处理器生产测试中的关键性问题。可测性设计中的功耗较常规功能模式下的的功耗更高,过高的测试功耗高会导致芯片结构损坏、可靠性下降、成品率降低和测试成本增加等问题。可测性设计技术是降低测试成本,提高测试质量的有效手段,但是在对电路进行可测性设计的过程中有可能会造成功耗问题更加严重。本研究对可测性设计的低功耗测试向量的X‐Fill、时钟门控、功率分割等低功耗技术进行了介绍和分析,通过开源处理器LEON3作为实例,进行了实用的低功耗测试技术的分析和实验,提出可测性设计低功耗测试向量的设计方法。     

电网电压不平衡条件下混合无功补偿系统分层协调控制策略

为实现低压配电网低成本大容量动态连续无功补偿,提出了一种晶闸管投切电容器(TSC)与静止无功发生器(SVG)协同运行的混合无功补偿系统。系统综合了TSC低成本大容量的无功补偿和SVG动态连续无功补偿的优点。在分析其基本原理的基础上,提出混合无功补偿系统分层协调控制策略,消除TSC与SVG由于响应速度的差别对其混合无功补偿性能的影响。针对混合无功补偿系统在电网电压不平衡条件下的安全运行问题,研究了SVG的正负序双环叠加控制策略,使其在具有动态无功补偿性能的同时能抑制一定程度的不平衡电压,保证系统的安全稳定运行。最后,仿真验证了所提控制策略的正确性。