单相电压源变换器减少开关次数调制算法的研究

作为基本的电力电子变换器,单相全桥结构两电平电压源变换器包括单相电压源逆变器、单相并网逆变器、单相电压源整流器和单相有源电力滤波器,具有广泛的应用场合。鉴于单相电压源变换器具有多解性,可以寻找一种减少开关次数的调制算法,以便降低开关损耗。本文根据三相电压源全桥结构两电平电压源变换器的最小开关次数调制算法,设计了一种适合单相全桥结构两电平电压源变换器的最少开关次数的调制算法,在理论分析的基础上,采用MATLAB/SIMULINK进行了仿真验证。     

电压源PWM变频器驱动系统负面效应及其对策研究（二）

变频器在工农业，国防等领域做出了巨大的贡献的同时，也产生了显著的负面效应。现代电力电子器件的飞速发展，功率开关器件的快速导通或关断特性将使逆变器的输出产牛很高的dv／dt。dv／dt过高将对变频器驱动系统产生一系列危害，如增大了电机内部的功率损耗；加快了电机轴承的损坏速度；对电源产生强烈的电磁干扰；还会引起电机保护电路的误动作；当电机和变频器之间不可避免地采用长线电缆连接时，还会在电机端出现过电压现象，这种现象不但使上述负面影响进一步恶化，还使电机绝缘提早老化．甚至被击穿，缩短了电机的使用寿命。本文分析了变频器输出负面效应产生的本质，对减小或消除这些危害所采取的不同方案进行了评价，提出了一种新颖的消除这些危害的有效方案。     

电压源PWM变频器驱动系统负面效应及其对策研究

变频器在工农业，国防等领域做出了臣大的贡献的同时，也产生了显著的负面效应。现代电力电子器件的飞速发展，功率开关器件的快速导通或关断特性将使逆变器的输出产生很高的dv／dr。dv／dr过高将对变频器驱动系统产生一系列危害，如增大了电机内部的功率损耗；加快了电机轴承的损坏速度；对电源产生强烈的电磁干扰；还会引起电机保护电路的误动作；当电机和变频器之间不可避免地采用长线电缆连接时，还会在电机端出现过电压现象，这种现象不但使上述负面影响进一步恶化，还使电机绝缘提早老化，甚至被击穿，缩短了电机的使用寿命。本文分析了变频器输出负面效应产生的本质，对减小或消除这些危害所采取的不同方案进行了评价，提出了一种新颖的消除这些危害的有效方案。     

多电平单元串联高压变频器功率单元的热设计

多电平单元串联电压源型高压变频揣的核心——变顿器的通用系统是功率单元，功率单元的热稳定性是高压变频器热发全的核心。在对兆瓦级高压变频器研发中，根据IGBT和DOIDE的参数特性，计算其热损耗功率。结合热分析公式研发变频器功率单元的热沉系统．并利用相关的热分析行业软件，完成300A电流等级的通用功率单元的热设计。     

Selective Harmonic Elimination PWM Control Scheme on a Three-Phase Four-Leg Voltage Source Inverter

A selective harmonic elimination (SHE) control strategy on a three-phase four-leg inverter is reported in this paper. The control signals of the four legs are calculated as follows: 1) control signals of three legs are mathematically expressed using Fourier-based equations on line-to-line basis as conventional SHE technology, which eliminates lower order nontriplen harmonics, and 2) the fourth leg produces the harmonics that are equal to the lower triplen harmonics produced by the other legs. The inverter has almost symmetric three-phase output voltage with unbalanced load because the fourth leg provides a low-impedance path for the triplen harmonics. The switching-to-fundamental frequency ratio is only 13 and 27 (per unit) p.u. for the three legs and the fourth leg in the proposed prototype, which is with the total harmonic distortion of output voltage lower than 4%. Selected solutions for the switching angles are presented and verified by simulation and experimentation in order to confirm the effectiveness of the proposed scheme.     

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。     

Source and Load Adaptive Design for a High-Power Soft-Switching Inverter

The operating range of a zero-voltage switched inverter is typically constrained by the source and load variation. This paper adopts a variable turns ratio coupled magnetic type soft-switching inverter for a wide-range source and load adaptability. The operating principle and design guideline are described in detail. Design examples have been verified with computer simulation and hardware implementation. Experimental results of a 120-kW hardware prototype are presented to show superiority of the proposed soft-switching inverter design and significant reduction on loss and dv/dt     

一种互动式逆变器用市电切换电路设计

针对中低端互动式逆变器,市场更加注重成本和可靠性。从互动式逆变器的功能需求出发,设计一种简单实用且安全可靠的市电侦测电路,无需占用MCU或单片机资源,同时利用电容倍压原理加快继电器吸合,缩短切换时间。该电路有利于降低产品成本,增加可靠性及稳定性,改善产品性能(缩短切换时间)。     

一款新颖的带隙基准电压源设计

基于TSMC0.5 μm CMOS工艺,设计了一款带隙基准源电路。与传统电压基准相比,该电路运用高增益的运算放大器进行内部负反馈。采用嵌套式密勒补偿,设计的低温漂、高电源抑制、低功耗的带隙基准电压源。仿真结果显示,该电路所产生的基准电压精度为13.2×10^-6/℃,低频时的电源抑制为-98 dB,静态工作电流为3 μA。     

An Efficient Switching Frequency Limitation Process Applied to a High Dynamic Voltage Supply

This paper presents the analysis and design of a simple and effective switching frequency limitation process with sliding mode synthesis. The control scheme is based on self-oscillating phenomenon which naturally appears in relay feedback systems. Thanks to an analytical study, it shows that the maximum switching frequency of a sliding mode structure can always be limited by adding a simple second order filter in the feedback loop. To illustrate the implementation and the validity of this process, it is applied to a high dynamic voltage supply with a bandwidth of 2000 Hz and with a maximum switching frequency of 15 kHz. According to the experimental results, the switching frequency limitation process shows similar robustness properties to those of sliding mode control when the load and voltage supply change.     

基于电网电压矢量定向的三相并网逆变系统设计

本文介绍了并网逆变用LCL输出滤波器的设计步骤和基干电网电压矢量定向的并网逆变系统直接电流控制方案的基本原理与推导过程,利用数字信号处理器TMS320F2812设计了一台原理样机。仿真和实验结果表明：网侧电流比逆变器侧电流高次谐波得到更好地衰减,并网电流与电网电压保持同相位,系统以单位功率因数向电网馈送电能。     

一种0.6 V CMOS基准电压源的设计

基于低压技术,利用亚阈值区MOS管代替寄生BJT管,设计了一种工作在低电源电压下的基准电压源,并对基准电压进行了温度补偿。采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺对电路进行了设计和仿真。仿真结果显示:电路正常工作的最低电源电压为0.6 V,当电源在0.6~2.0 V范围内变化,基准输出电压仅变化了1.75 mV;在0.6 V电源电压下,－20 ℃~125 ℃温度范围内,温度系数为2.8×10－5/℃,电源抑制比为52.47 dB@10 kHz,整个电路的功耗仅为12 μW。     

基于简洁电阻网络的高精度基准电压源设计

随着生产工艺的不断进步和芯片复杂度的增加,系统级芯片对稳压源精度、稳压值多样化、稳压源版图面积的要求越来越高。在充分考虑工艺误差的前提下,设计了一款基于1.5μm 36V双极工艺的可调基准电压源。该电压源在传统二管能隙基准源的基础上进行改进,增加了一个新型可调电阻网络,从而缩减了版图面积、降低了功耗。流片后带隙电压的精度能保证在0.8%,温度系数为1.8×10-5/℃,并可根据需要在大于1.205V、小于VCC的电压范围内调节基准电压值。     

一种低压大电流开关电源的研制

介绍了一种采用有源箝位及同步整流技术的低压大电流开关电源的设计方案，对其主电路的特点和器件的选取进行了分析，样机的实验结果表明了该设计方案的可行性。     

三相电压型SVPWM整流器的研究与设计

分析了三相整流器工作原理及数学模型的转换,研究了基于稳态条件下满足功率指标和瞬态电流跟踪指标的电感设计,提出了一种根据有功电流最大上升速率和直流电压最大下降速率对电容参数进行设计的方法,为后续研究整流器的高速实时仿真平台奠定理论基础。     

高精密电压源设计与实现方法

针对标准电压源的高失调性、低稳定性等缺陷,提出了一种高精度精密电压源的实现方案。通过标准电压源的生成过程分析基准电压源对数模转换器的要求,进而选择20位高精度数模转换器AD5791。重点阐述了其电路的设计方案,并结合AD5791的硬件特性和软件设置克服了以往数模转换器作为基准源的高失调现象。对实验数据进行测试表明,该方案具有线性度高、稳定性好的优点,能输出0~10 V连续电压且其输出精度可达0.02mV,线性度高达99.996%,能够满足高精密电压源的设计要求。     

基于FPGA的可编程电压源系统设计

介绍一种基于FPGA的可编程电压源系统的设计与实现.采用FPGA为控制芯片,应用Quartus Ⅱ软件和硬件描述语言为工具,通过数/模转换和运放把数字信号转换成模拟电压信号.实验表明,该系统操作灵活方便,稳定性强,调压精度高,电压可调范围大(0～26 V),具有很好的实用性和工程参考价值.     

切趾型非线性布拉格光纤光栅双稳开关及动态特性的理论研究

基于耦合模方程,利用含有时间推移变量的传输矩阵方法对非线性布拉格光栅(NLBG)双稳特性进行了理论分析,结果表明:在稳态情况下,不同切趾参数对NLBG双稳开关的阈值影响不同,并且正负切趾具有明显的光隔离器特点。考虑连续波输入,NLBG表现出的双稳开关特性在动态情形下极易出现一定周期性的自脉动,而且当输入光强增大到临界光强,输出可由自脉动转变为混沌状态;考虑切趾参数一定时,耦合系数的增大会导致脉动基座宽度和频率减小,当耦合系数达到一定数值后,输出状态将转变为弛豫衰减振荡。     

一种自激式高压开关电源的设计

开关电源是高效节能型电源,在多种电子电气类产品中得到广泛应用,并展现了其良好的工作特性。文中设计了一款小功率开关电源,采用了自激式工作方式,该电路结构简单,对输入电压的变化有较好的适应能力,输出纹波低,电源体积小。