基于ATP-EMTP的磁开关型Marx发生器仿真研究的初步探讨

脉冲功率技术向高重复频率、快前沿、小型化的发展趋势对脉冲功率电源提出了新的要求。用磁开关取代传统冲击电压发生器的放电球隙,利用磁开关可高重复频率工作和磁压缩陡化的特点和冲击电压发生器"并联充电,串联放电"的特点,可形成重复频率快前沿高压脉冲。依据现有的磁开关型Marx发生器,使用ATP软件对其进行建模并仿真,对仿真结果与试验结果的比较表明,使用ATP软件对Marx发生器的仿真是可行的,可以利用软件仿真对磁开关型Marx发生器的参数设计进行指导。     

MOSFET高频感应加热电源的研究

以功率MOSFET为开关元件,采用多管并联的方式研制出10kW高频感应加热电源,对该电源的逆变电路、控制电路、多管并联驱动等问题做了研究和实验.实验结果表明采用MOSFET多管并联时,正的温度系数能够自动均流.串联谐振电路简单、启动容易、谐振频率高,适应于小功率感应加热电源系统.     

并联谐振型微细电火花线切割加工脉冲电源

为了提高微细电火花线切割(WEDM)效率和表面质量,应用并联谐振电路原理,研究出新型的并联谐振型微细WEDM脉冲电源．该脉冲电源利用其辅助电路中谐振电感和谐振电容的高频振荡,在MOSFET管的两端获得零电压或零电流的开通关断条件,降低了开关器件的开关损耗,提高了开关频率,并且可以获得很窄脉冲宽度和很小的单个脉冲放电能量．与传统的脉冲电源相比,此脉冲电源提高了微细WEDM速度和表面质量,并且能切割出高质量的齿顶圆直径为0．3mm的微小齿轮．实验结果表明,这种高质的脉冲电源为改善微细WEDM整体性能、拓展加工领域提供了技术保证．     

基于雪崩晶体管纳秒脉冲发生器的设计与仿真

文章设计了一种基于雪崩晶体管的纳秒脉冲发生器,在介绍雪崩晶体管特性的基础上,对纳秒脉冲发生器电路进行了分析,并对电路进行仿真和测试。测试结果表明,这种纳秒脉冲发生器能够输出上升沿1.9～3.2ns、脉宽5～100ns和上升幅度10～100V的脉冲,测试结果与仿真结果吻合很好。     

晶闸管弧焊整流电源集成触发脉冲发生器的研制

在本文中采用集成运算放大器、集成双稳态触发器 5 5 6等集成器件 ,开发了带平衡电抗器双反星形晶闸管孤焊电源的触发脉冲发生器 ;介绍了这种高集成度的触发脉冲发生装置的工作原理 ;采用该触发脉冲发生器对晶闸管弧焊整流器的晶闸管进行了触发并测试了该整流器的静特性。试验结果表明 :该脉冲发生器集成度高 ,工作可靠     

基于DSP实现的特定消谐PWM脉冲发生器

为实现中高压变频装置在风机、水泵等应用场合的调速控制,研制了基于数字信号处理器(DSP)的特定消谐脉冲宽度调制(PWM)的脉冲发生器。该脉冲发生器通过并口接收主控制器指令,根据指令实时查询存储器中的脉冲波形数据并发送PWM脉冲,脉冲经过光耦隔离、脉冲分配后驱动主电路的集成门极换流晶闸管(IGCT)开关器件。介绍了该脉冲发生器的工作原理、硬件构成和实现,给出了50Hz的PWM脉冲输出的线电压波形和Fourier谐波分析结果。现场运行实验表明,脉冲发生器脉宽精度高,脉冲的周期误差小于100μs,运行可靠,可消除5,7,11,13等指定次数的谐波,并且工作不受主控制器影响。     

三极管开关型Marx脉冲成形电路的改进

介绍了三极管进入雪崩状态的3种方式,分析了采用三极管的脉冲电路的工作机理,研究了三极管做开关的Marx电路中限流电阻在电路中的作用,以及对电路造成的损耗问题及其对输出脉冲电压的影响,采用降低电阻的隔离电压和二极管代替部分电阻的方法提高脉冲电源的输出峰值.通过实验对比了不同方案的十级脉冲发生器的输出,结果表明,改进后的发生器输出脉冲电压幅值更高,二极管代替限流电阻方案的输出脉冲前沿更快,输入功率减小,输出功率增大,发生器的工作效率提高.     

中子管离子源2 kV高压脉冲电源的研制

高压脉冲电源在电场杀菌、等离子体发生器、激光技术、中子测井等领域有广泛应用。其中,属于核测井技术的脉冲中子测井技术需使用特定的脉冲和测量时序,因此设计了应用于中子测井技术中的高压脉冲电源系统。该系统通过单端反激式逆变电路和半臂逆对称式倍压整流电路得到了稳定的直流高压,通过开关管串联的方式解决了MOSFET管耐压不够的问题,设计了斩波控制电路,实现了高压状态下的斩波功能。对系统进行了带负载实验,实现脉冲电压0~2 k V,频率500 Hz~10 k Hz连续可调,最小脉宽40μs的精确控制,多次实验结果验证了该方案的可行性。该电源具有功耗低、体积小、实验成本低等特点,基本满足了测井中子管中对离子源的供电需求。     

基于移相控制的软开关臭氧电源

研究了一种基于直流母线开关和谐振电容实现所有开关器件软开关的新型高效臭氧发生电源,分析了电路半周期的6个工作模态,得到了软开关实现的时序控制条件.采用IGBT模块作为电源开关,使用TMS320F28335作为控制器,设计了一台160g/h规格的臭氧发生器样机.该样机中,通过PSPWM移相调功实现臭氧产量调节,采用臭氧发生管端电压的PI闭环控制和软件锁相负载频率自动跟踪技术保障负载工作在准谐振状态.电源长期运行稳定可靠,运行测试波形与理论分析及仿真相当吻合,具有较大的实用价值.     

IGBT半桥串联谐振高频感应焊接电源

针对传统高频感应焊接电源存在开关损耗大、功率因数低、大功率输出电路稳定性差的问题,设计一种以IGBT为开关管的半桥串联谐振高频感应焊接电源,并制造试验样机一台,实验结果表明该设计方案采用 新颖频率追踪电路保证了开关元件在各种负载条件下可靠工作在零电流软开关状态,并且利用自动稳压电路使整机工作可靠性得到提高.     

共用一个激励源的多通道高精度稳流激光电源

提出一种多通道独立稳流的激光电源模式：由脉宽调制器（PWM）、推挽驱动、高频变压器等构成激光电源的高压供电主回路,实现初步稳压;由比例积分器、光电耦合器、高压调整管等分别构成多个激光电源多个负载回路,实现独立稳流。实验表明：组合系统工作时,三个负载回路之间无相互影响;各负载回路电流稳定精度优于0.1%。     

基于DSP的免损大电流开关电源研究

提出了一种基于DSP的免损大电流开关电源拓扑结构.开关电源的输入回路由串联电容及开关阵组成,输出回路由并联电容及开关阵组成,由运算速度快、计算精度高的DSP作为控制器,DSP输出可控脉冲,控制开关阵通断状态,以改变开关电源的输出.用状态平均法分析了开关电源充放电过程.对此开关电源做了计算机仿真实验,验证其输出电流可调特性.该开关电源具有输出电流可调、谐波小、体积小、损耗低的特点.     

一种高气压金属卤化物气体放电灯用新型电源的原理研究

提出一种用于高气压金属卤化物气体放电灯供电电源的新型主电路拓扑,不需设置专门提供起燃脉冲的高压脉冲发生器,只须改变电路工作频率,即能满足这类灯在起燃、负阻运行、稳态运行各阶段对电源不同输出特性的要求,电路结构简单,装置体积小,在负载稳定运动后,电源输出特性近似电流源,开头器件电流幅值较低,并可实现零电流换相,讨论了这种电源的工作原理和系统结构,并给出了模拟负载的PSPICE仿真和实验室试验结果,表明其完全符合电路的工作原理和设计思想。     

基于占空比分配的交错并联Boost PFC仿真研究

传统交错并联Boost PFC电路的平均电流控制法基于均流控制,但实际应用中无法确保元器件的参数一致,无法实现均流控制;针对上述问题,提出了占空比分配法实现交错并联Boost PFC的均流,该方法将总电感电流平均值的1/2与各相电感电流平均值进行比较,根据比较后的结果确定各相的占空比;通过对电路各元件参数的计算,实现了400 V/200 W交错并联PFC电源的设计;最后,利用MATLAB进行仿真验证,仿真结果表明,所提出的占空比分配法能够实现输入功率因数高和两路电感均流。     

对同步发电机突然短路的研究

本文首先采用d、q、O坐标系统对电网中的同步发电机的短路后的情况进行分析,然后推导出短路后的发电机定子电流计算公式,并通过计算机仿真实验验证该公式的有效性。为提高供电系统的稳定性,合理的选择与使用与发电机相联的其它电器及继电器保护设备进行了有益的探索。     

750kV超高压输电线路潜供电流研究

本文建立750kV双端电源供电超高压输电线路模型,分析安装快速接地开关和并联电抗器后熄灭潜供电流的效果,得出并联电抗器中性点接小电抗的方法对降低潜供电流和恢复电压的效果更好。本文重点研究模型中加入串补模块,验证旁路断路器及时合闸有利于潜供电流的熄灭。     

某煤矿变电站母联合闸时态分析

针对母联断路器合闸的短时并列操作所产生的暂态冲击威胁煤矿安全可靠供电的问题,通过以某煤矿35kV/6kV变电站的现场参数为计算依据,进行母联合闸的暂稳态电流的计算,并结合现场实测结果进行分析,从而总结出母联合闸产生的电流冲击过程对供电网络的影响,为直接带电合闸的智能母联倒闸装置的设计提供了理论计算基础和积极的指导意义。     

一种具有零稳态电流的新型上电复位电路

为实现具有超低功耗且稳定可靠的上电复位电压输出,提出了基于电平检测的具有零稳态电流的新型上电复位电路,该电路由电平检测电路、状态锁存电路和欠压检测电路组成,通过在上电复位之后切断电平检测电路的电源实现复位稳定后的零稳态电流,其输出复位电压的状态由状态锁存电路锁存.该电路采用0.18μm Bi-CMOS工艺设计,电源电压为1.8 V.Cadence Spectre的仿真结果表明,该电路在上电复位结束后的稳态仅有数纳安的漏电流,起拉电压和欠压检测电压受温度影响很小,因而适用于集成到超大规模片上系统(SoC)芯片中.     

脉冲型阵列量子级联激光器驱动电源

设计并研制了一种高精度的可调节阵列量子级联(QC: Quantum Cascale)激光器驱动电源, 以用于中红外多气体检测系统。该系统运用时分复用的思想, 利用并联加串联的方式, 同时驱动多个QC激光器。在硬件方面, 以DSP F28335为主处理器, 采用压控恒流源的原理, 通过大功率半导体器件, 实现脉冲频率(1~10 kHz, 步进0.5 kHz)、 占空比(0.5%~40%, 步进0.5%)、 电流幅值(0~4 A, 步进0.1 A)连续可调的脉冲恒流源。在控制方案上, 采用模拟PI(Proportion Integral)控制算法, 通过两级模拟PI环节的双重反馈方式, 提高了驱动电流的准确性和稳定性。同时, 该系统还设计了电源滤波慢启动电路、 过流保护电路、 过压保护电路、 静电防护电路等, 防止QC激光器被瞬间大电流损坏, 以确保激光器的正常工作。经实验测试, 当设定脉冲电流幅值为2.0 A, 脉冲频率为5 kHz, 脉冲宽度为2 μs时, 输出脉冲电流幅值稳定度优于1.7×10^-3 A, 脉冲宽度稳定度优于2.4×10^-2μs, 脉冲上升时间小于11.9 ns, 脉冲下降时间小于9.6 ns。在同时驱动多个QC激光器长时间测试过程中, 驱动电流稳定, QC激光器发光稳定, 测试指标达到要求。     

APCP-150镀银智能监控脉冲电镀电源的研制与应用

国产脉冲电镀电源采用手动调节参数,因此在设定好上述参数之后,只能实现单一参数的脉冲波形进行电镀;某些国外电镀电源虽然实现了程控,但也存在一定的缺陷,如脉宽调节范围较窄,脉冲频率不可调,不能实现监控等。针对上述缺陷,新研制成功的APCP-150智能监控脉冲电镀电源针对如何解决电镀恶劣环境对脉冲电源本身的腐蚀而造成质量隐患,以程控技术和斩波技术为主要手段,以大功率半导体器件为主开关器件,通过PLC输出各种频率脉冲信号进行智能控制,并能进行电流监控和脉宽监控,且针对恶劣的电镀环境,创新设计脉冲电源的防腐蚀装置,在镀银生产实际中提高了镀件的质量,减轻了劳动强度和节省了耗材,创造了良好的经济效益。