开关电源对电解电容器性能的基本要求

本文分析了开关电源的发展对作为构成开关电源的重要元件——电解电容器性能的要求,即随着开关电源设备小型化、轻便化和集成电路的发展,必须实现电解电容器的小型化、高频低阻抗化、长寿命化和耐纹波电流。     

电解电容器的参数性故障辨识方法

针对电解电容器的参数辨识问题,提出了一种基于有限差分法和递推最小二乘法结合的参数辨识方法.首先对电解电容器的故障模型进行了研究,选取电解电容器的电压和电流作为状态参数,应用有限差分法重新建立电解电容器的离散数学模型,然后结合最小二乘递推算法实现电解电容器特征参数的辨识,最后针对buck-boost变换器进行了电解电容器的参数辨识仿真实验,通过与其他辨识方法的实验结果进行比较,验证了该方法具有算法简单,精度高的特点.     

第7讲 电解电容器基础知识(二)——一般用途电解电容器

<正>1什么是一般用途电解电容器现在的电解电容器应用有很多领域,传统的电子线路中所应用的电解电容器称为一般用途电解电容器。除了一般用途之外,还有什么应用需要电解电容器?从应用历史进程看有以下多种类型:开关电源电解电容器;变频器电解电容器;节能灯电解电容器;家电中的电解电容器;新型能源应用中的电解电容器;逆变焊机应用;感应加热应用;气体放电灯应用;便携式电子设备充电器应用;LED照明应     

第11讲 电解电容器基础知识(六)——一般用途电解电容器(续4)(铝电解电容器的寿命②)

<正>(上接第8期59页)(4)应用案例四:PFC采用铝电解电容器的问题没有PFC的通用电源电压的开关电源中,输入整流滤波电容器一般要选择5μF/W,才能确保流过电解电容器的纹波电流值低于额定纹波电流值。否则就会在最不利的条件下,输入整流滤波电容器的额纹波电流超过其额定电流。现在,75W以上的开关电源要求具有PFC功能,这时,工程师常会选择1μF/W的电容量。对于功率比较小的PFC     

铝电解电容器退化分析与故障预诊断

从铝电解电容器的一般组成和结构出发,给出了适合实际电路应用的等效电路模型,阐述和分析了铝电解电容器的主要退化机理,在此基础上给出了铝电解电容器的寿命模型和退化参数表征。对获取等效串联电阻(ESR)的几种方法进行了分析和比较,探讨了在实际电力电子系统在线故障预诊断中应用的可行性,并在理论上推算了ESR随时间的变化趋势。     

东芝289XbM2彩电“三无”故障快修一则

该机在使用中出现"三无"故障,电源的总保险管F801被熔断,这是此型机较常见的故障现象。故障原因:电源电路中的滤波电容器C835(220μF/200V)损坏(漏电)所致,而该部分电路的其余元件通常均正常。C835为电解电容器,采用同规格的元件更     

铝电解电容器退化分析与故障预诊断

从铝电解电容器的一般组成和结构出发，给出了适合实际电路应用的等效电路模型，阐述和分析了铝电解电容器的主要退化机理，在此基础上给出了铝电解电容器的寿命模型和退化参数表征。对获取等效串联电阻（ESR）的几种方法进行了分析和比较，探讨了在实际电力电子系统在线故障预诊断中应用的可行性，并在理论上推算了ESR随时间的变化趋势。     

金属化膜电容器寿命预测方法

为了提高金属化膜电容器寿命预测精度,保证脉冲功率系统安全稳定的运行,提出一种新的基于粒子滤波算法的电容器寿命预测方法。该方法不需要大量寿命数据,能通过历史数据不断更新模型参数,准确地预测单个电容器寿命。对54个金属化膜电容器进行3种工况下的寿命退化实验,可以得到,相比于传统Weibull分布模型方法和Birnbaum-Saunders分布模型方法,所提方法的预测精度更高,3种工况下的平均预测偏差都100次,验证了所提出方法的有效性。     

小功率开关电源CLC纹波抑制电路特性分析

在便携式仪器中通常使用小功率开关电源为系统供电,电源的纹波噪声直接影响系统的性能.采用MAX606芯片设计了12V的开关电源,以π型CLC低通滤波器对其输出纹波进行抑制,通过改变电解电容的类型(贴片铝电解、直插铝电解、贴片钽电解)、电容值大小、电感值大小以及负载,分析了CLC电路纹波抑制特性.结果表明,小功率开关电源C...     

开关电源用陶瓷电容器的最新技术动向

近年来,开关电源主要应用于办公室自动化设备中。最近,在录相机、彩电等各种电子装置中也得到广泛应用。同时对开关电源的性能要求也越来越高。由于采用谐振型变换器以及高可靠的部件和片状元件,使电源在小形化、长寿命和高效率等方面开辟了新局面。陶瓷电容器是最适合于开关电源的一种电容器,对于电源小形化和高性能起了一定作用。本文就开关电源用陶瓷电容器的现状及今后动向作一简述。     

特高压直流分层接入方式下稳态特性研究

探讨了特高压直流分层接入方式下交流系统逆变侧换流母线间电压相互作用影响关系的求解方法,并得出相互作用因子数学表达式。通过PSCAD仿真验证了所求的相互作用因子的准确性。分析了分层接入时,2组换流器采用不同控制方式时对相互作用因子的影响。根据所求的相互作用因子,得出分层接入时系统短路比。特高压直流分层接入方式下,在保持直流输电总功率不变的同时,当分层接入不同的受端系统时,可以使总功率在1000 kV与500 kV两级电网重新分配。最后分析了潮流重新分布时,特高压直流分层接入方式对系统换流器换相失败的影响。     

IGBT模块键合线失效研究

新能源技术的发展对功率变流装置的性能提出了更高的要求,IGBT模块作为变流器的核心器件,其可靠性受到了越来越广泛的重视。现有研究表明,恶劣的工作环境加速了器件的老化和失效,因此,深入研究IGBT模块的老化和失效机理是功率器件应用中需亟待解决的问题。以IGBT模块的键合线为研究对象,在建立IGBT模块电-热-力多场耦合模型的基础上,对正常工作和部分键合线脱落时的温度和剪切应力进行了综合分析,指出剪切力是键合线疲劳和失效的直接原因。最后,对比传统铝键合线模型,采用铜作为键合线材料,可以进一步提高模块的可靠性。本研究为进一步分析键合线疲劳,研究IGBT模块的失效形式和寿命提供了参考。     

Teaching nonlinear modeling, simulation, and control of electronic power converters using MATLAB/SIMULINK

This paper describes an efficient method to teach analysis and simulation of power electronic converters to undergraduate students, using system level nonlinear state-space models. System-level modeling of power electronic converters reproduces only the ideal switching behavior of the semiconductors and is a useful concept for the numerical simulation of power converters, since simulations present no convergence problems and require little computational time. Switched state-space models, programmed in the MATLAB/SIMULINK software package, can be advantageously used to simulate power converters at the system level and also to design and study their controllers. Switched state-space nonlinear models should be obtained using a theoretical framework suitable for the enhanced control of variable structure power systems. Since the method is inherently nonlinear, no approximated linear models are needed; and since state-space models are used, modern control techniques (sliding mode, neural networks, fuzzy logic) for power converters can easily be used. This paper summarizes the proposed methodology and gives some examples.     

交直流系统暂态仿真中换流器的换相过程分析

交流系统故障引发换流器的换相失败是直流系统中常见的故障,在暂态稳定仿真中如何模拟这一过程始终是个难点.文章详细分析了直流系统中整流器、逆变器在换相电压不对称条件F的具体差异,通过对换流器的换相角和实际熄弧角的计算,构造了判别换流器换相失败和3-4运行的详细流程,并结合修改后的EPRI-36节点系统进行了算例分析,证明了文中所提方法是可行的、合理的.     

超导储能用电压型大功率换流器技术

在500 kVA超导储能系统研制中,为了选择合适的功率变换电路拓扑,使系统具有更高的电压等级和灵活性,比较了近年来国内外采用的几种电压型换流器。针对超导储能特点及其在电力系统中承担电能质量调节的要求,分析了传统2电平桥式换流电路、中点钳位型多电平换流电路以及级联型多电平换流电路的性能。分析结果表明,对于大功率超导储能装置,级联型多电平换流电路在电压等级、控制精度及结构灵活等方面均优于另外2种换流器拓扑,采用级联型换流器的超导储能系统实现了模块化构造,可以实现系统冗余及容错运行。仿真结果证实模块化超导储能系统能够在较低工作频率下精确控制电压质量。     

两种高频交流环节AC/AC变换器比较研究

新颖的高频交流环节AC/AC变换器,包括基于Forward变换器的电压源型和基于Flyback变换器的电流源型两种。首次对两种高频交流环节AC/AC变换器的电路结构与拓扑、控制策略、原理特性、关键电路参数设计准则、原理样机等进行了深入的比较研究,获得了重要研究结论。相对于电压源型,电流源型变换器具有电路拓扑更简洁、输入电压范围更宽、输出波形质量更高、可靠性更高、成本更低、变换效率略低和适用于小功率变换场合等特点。两种高频交流环节AC/AC变换器的比较研究,为实现新型电子变压器、正弦交流稳压器和交流调压器提供了关键的技术依据。     

直驱式风力发电变流系统拓扑方案研究

为了满足直驱式风力发电系统的大容量、高功率密度以及高可靠性需求,提出同时采用功率模块并联和变流器并联的主电路拓扑方案。首先,采用智能功率模块并联扩大单台变流器的容量,并利用差模电感对其存在的动态环流进行有效抑制,简单可靠;其次,利用六相永磁同步电机中两套三相绕组之间的电气隔离,解决了机侧以及网侧变流器并联存在的零序环流问题,一方面扩大了系统容量,增加系统冗余性和可靠性,同时还可利用谐波对消技术减小注入电网的电流谐波。通过试验对文中所述系统方案的可行性进行了验证。     

HS理论在DC/DC变换器建模及仿真中的应用

利用混杂系统(Hybrid Systems,简称HS)理论对开环和闭环控制DC/DC变换器进行了分析和建模,并考虑了不连续电流工作情况.最后在Matlab环境下对该模型进行了仿真分析以及相同参数下的实验验证.由于电力电子变换器的开关特性,对其建立精确模型具有一定的难度,而采用HS理论能很好地解决这一问题.HS同时囊括了连续变量系统和离散事件系统的动力学特性.因此,采用HS理论能够精确描述电力电子变换器,并能在该基础上分析系统的一些复杂特性.     

Formulation of buffer energy and experimental results of energy factor of DC–DC converters

Two concepts of buffer energy and energy factor for switched‐mode power converters are proposed and examined. They can describe the nonactive power as well as predict and evaluate the performance of DC–DC converters. The concepts can also find usage in both DC and AC systems. The energy factors of six basic topologies of DC–DC converter have been studied, and they can be used to compare the performance of different topologies. It can be shown that both buffer energy and energy factor provide an alternative understanding of the energy processes in DC–DC converters. Experimental results demonstrate that energy factors and buffer energy can be measured. The measured results for some basic converters are consistent with the theoretical values. Buffer energy, energy factor, and their related concepts proposed in this article have promising application in the design of DC–DC converters. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

整流模式下BWPT系统功率变换器的等效输入阻抗分析

由于功率变换器的等效负载阻抗对双向无线电能传输(BWPT)系统的特性分析有影响,因此对该等效负载阻抗进行计算有重要意义。文中首先建立了采用双向全桥功率变换器和LCC补偿的BWPT系统模型;然后,构建了工作于整流模式的功率变换器的等效电路,并对其整流工况进行了分析;进而,推导了双向功率变换器等效负载阻抗的计算方法;最后,搭建了试验平台,对建立的模型和提出的方法进行了验证。结果表明:工作于整流模式的双向功率变换器的等效负载阻抗包含电阻和电抗两部分,且它们的值与开关器件并联电容、补偿电感以及负载有关,所提出的方法能有效地对该等效阻抗进行计算,进而有助于准确地分析系统特性。