RB-IGBT驱动电路及其在矩阵式变换器中的应用

矩阵式变换器技术中缩短器件开关时间可有效提高电压利用率和波形质量。该文提出一种新颖的RB-IGBT驱动电路。通过三段驱动方法在缩短开关时间的同时可以有效抑制电压、电流应力的增加。在此基础上,使用600V/100A的RB-IGBT实现了一台三相/三相矩阵式变换器样机,用于驱动一台三相异步电机。换流技术是矩阵变换器技术中一个关键问题。传统基于电流方向的四步换流策略采用电流霍尔检测电流方向,在小电流情况下准确性低。该文检测器件集射极电压确定输出电流方向,并据此实现四步换流。实验证明,该方法电流方向判断准确性远高于传统方法,同时成本大幅度降低,可靠性得到很大提高。     

基于STM32的单相正弦波逆变器设计

考虑当前光伏发电、风力发电等新能源逆变入网的需要,在比较了现有逆变器的基础上,针对低压小功率的逆变,设计了一种基于STM32的单相正弦波逆变器.该逆变器主要由控制模块、全桥式逆变模块、同步BOOST电路、信号采集与调理模块、信息显示模块、欠压过流保护模块等构成.逆变器采用SPWM正弦脉宽调制,经过IR2104产生两路反相的SPWM波,驱动4个开关管IRF540工作,并利用STM32完成电流/电压采样、调试和液晶显示的数据处理.经实际测式,该逆变器获得了较高的转换效率,较低的输出电压/电流误差.     

零电流过渡(ZCT)功率变换电路控制方式的讨论

零电流过渡(ZCT)功率变换电路,主功率开关虽然为零电流关断,但其开通却工作在硬开关条件下.同样,辅助开关导通为零电流,但关断为硬关断.通过改进控制方式,可以使这两个功率开关的导通和关断都工作在软开关条件下,从而可以进一步提高开关频率,达到增加功率密度的目的.     

PWM斩波与恒压钳位控制瞬变电磁发射系统

针对磁性源发射系统中波形质量差,效率低、下降沿关断慢等问题,提出一种PWM斩波和恒压钳位控制方式相结合的控制方法,并通过软件仿真比较采用该方法的发射电路与传统的H桥发射电路的波形质量和关断时间。研究结果表明:该方法通过提高发射线圈电流下降段的馈能电压,加快IGBT关断过程发射线圈电流下降速度,缩短关断时间,丰富发射波形的频率成分,有利于瞬变电磁探测。同时,馈能环节能够回收发射线圈能量,提高整个发射系统的效率。采用PWM斩波控制技术控制发射电流平顶段,平顶段发射电流斜率为0,降低了发射电流上升段和平顶段对接收信号的干扰。发射波形近似理想梯形波,与无钳位的传统发射电路相比,在发射电流为15 A的情况下,下降沿时间由500μs缩短为100μs,对于浅层的探测效果更好。     

一种带输出电压反馈的恒流驱动IC设计

在应用于液晶显示器(liquid crystal display,LCD)背光的发光二极管(light emitting diode,LED)驱动器中,传统设计的DC-DC电路是根据最大负载设计DC-DC电源,在负载有偏差的情况下,系统效率低下,且发热导致额外功率损失.针对传统电路不能动态调节输出电压的缺陷,提出一款新型的LED驱动器的设计.芯片采用恒流驱动模式,通过脉冲宽度调制(pulse width modnlation,PWM)数字模块控制,达到高灰度显示的要求;同时提供一个可级联的反馈电流输出端,配合DC-DC转换器,调节DC-DC的输出电压,以保证恒流输出驱动电压的同时,限制芯片功耗的增加.芯片测试符合设计要求,性能稳定.     

开关磁阻电机数字调速系统

本文介绍一种开关磁阻电机的数字调速系统，调速原理是导通和关断时刻可控的脉冲控制和电流幅值可控的斩波控制．系统用单片微机等组成控制电路，用功率晶体管模块等组成驱动电路及保护，具有调速精度及效率较高、线路简单可靠等优点．     

自激式零电压开关GTO驱动用电源

提出了一种自激式零电压ＤＣ－ＤＣ变换器,分析了工作原理及实现全范围软开关的参数设计,该变换器不同于依靠变压器磁化曲线形成状态转换的传统方式,工作频率由外部器件控制,通过设置死区时间实现开关功率器件的零电压开通与关断,利用该变换器研制出ＧＴＯ门极驱动用电源。     

风电变流器IGBT模块通断延迟时间结温探测模型研究

针对风电变流器中绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)开关,研究基于通断延迟时间风电变流器IGBT模块结温探测方法.首先,从半导体物理机理视角分析了通断延迟时间的温敏机理和温敏特性,明确了本征载流子浓度、电流增益和载流子迁移率等影响通断延迟时间的物理因素.然后,设计IGBT模块的动态测试试验,测试不同母线电压或不同集电极电流条件下,通断延迟时间与结温的关系,并对试验结果进行分析.动态测试试验采用双脉冲法二极管钳位电路,提高通断过程栅极电压和集电极电流的动态特性测试精度,采用恒温控制底板加热设备,控制IGBT芯片温度.再后,对IGBT模块开关过程中不同结温下集电极电流和栅极电压波形进行分析,考虑电压电流影响的条件下,建立了基于开通及关断延迟时间的结温探测模型,并对比研究了模型精度.结果表明,基于关断延迟时间的结温探测精度较高、稳定性更强,且母线电压越高或者集电极电流越低,则关断延迟时间越大.最后,建立了基于关断延迟时间的IGBT结温探测模型,该模型考虑电压和电流影响,拟合精度高,平均相对误差小,可用于热平衡态风电变流器的IGBT模块的工作结温探测.     

基于PWM的直流控制系统在石油钻井上的应用

从与三相无刷直流电机控制器连接的PWM功率驱动模块分析入手,设计了控制系统的PWM驱动模块和电机电压前馈控制策略．通过分析,给出了隔离放大电路的参数．此控制策略和PWM驱动模块提高了电机控制系统的控制精度和抗干扰能力,降低了动态过程时间．     

基于OPA548数控直流电流源的设计

本文主要论述了一种基于OPA548电压大电流功率运算放大器为核心的数控直流电流源的设计原理和实现方法。设计以AT89C51单片机为控制单元,通过控制数模转换芯片DAC0832输出可变电压控制OPA548输出0—5A的可调电流源,电流源预设通过键盘来设定,每按键一次电流步进100m A,在设定预设电流时,显示模块同步显示预设电流值。实验证明系统简单方便、电流精度高,系统可靠稳定。     

太阳能光伏组件伏安特性实验研究

太阳能光伏技术作为可持续利用的新能源技术,已经得到了广泛的关注.实验设计测试了太阳能电池的伏安特性及输出功率特性.实验测试得到了光伏组件串联与并联的伏安特性和输出功率与单片光伏组件的性能具有很好的一致性,可以根据输出电压、电流及功率需要对太阳能光伏组件进行组合.     

Observation of the spin Seebeck effect

The generation of electric voltage by placing a conductor in a temperature gradient is called the Seebeck effect. Its efficiency is represented by the Seebeck coefficient, S, which is defined as the ratio of the generated electric voltage to the temperature difference, and is determined by the scattering rate and the density of the conduction electrons. The effect can be exploited, for example, in thermal electric-power generators and for temperature sensing, by connecting two conductors with different Seebeck coefficients, a device called a thermocouple. Here we report the observation of the thermal generation of driving power, or voltage, for electron spin: the spin Seebeck effect. Using a recently developed spin-detection technique that involves the spin Hall effect, we measure the spin voltage generated from a temperature gradient in a metallic magnet. This thermally induced spin voltage persists even at distances far from the sample ends, and spins can be extracted from every position on the magnet simply by attaching a metal. The spin Seebeck effect observed here is directly applicable to the production of spin-voltage generators, which are crucial for driving spintronic devices. The spin Seebeck effect allows us to pass a pure spin current, a flow of electron spins without electric currents, over a long distance. These innovative capabilities will invigorate spintronics research.     

永磁同步并网风力发电系统双模块控制研究

针对永磁同步并网风力发电系统,研究了一种双模块控制系统。MPPT控制模块在整流器和逆变器之间设置Buck变换器,使用优化后的最优梯度-爬山法策略控制Buck变换器占空比。并网逆变控制模块采用直流母线电压瞬时值外环及并网电流瞬时值内环的双环控制策略,通过外环电压PI控制得到指令电流,进而采用PI瞬时电流控制经逆变器和LCL型滤波器得到并网输出电流。仿真实验波形表明,MPPT控制模块能够快速、稳定地跟踪最大功率。逆变器输出符合并网要求,控制效果具有较好的稳定性和动态特性。     

用于电动汽车电机驱动器的驱动电源分析

从输出电源品质、开关电源变压器的分布电容、电源的抗高频干扰措施以及温度影响等方面详细分析了用于电动汽车电机驱动器的大功率高频智能功率模块(IPM)对驱动电源的特殊要求,提出一种实用的电动汽车电机驱动器的大功率IPM的专用驱动电源,该电源为以UC2843作为控制芯片的单端反激式驱动电源,具有瞬态响应快、稳定性好、输出电压精度高等优点.实验结果证明,该电源能够很好地满足电动汽车电机驱动器的大功率IPM对驱动电源的要求.     

实时显示的DSP控制逆变弧焊电源设计

设计了DSP控制的数字化逆变弧焊电源.主电路采用IGBT全桥式逆变结构.控制电路以16位数字信号处理器TMS320F240为核心,在DSP最小系统、参数预置与显示模块、电压电流采样模块、保护模块和功率放大模块等作用下对焊接电源实施闭环控制.设计的数字化显示电路,采用数字面板表进行显示.在参数预置时显示参数预置值,在焊接过程中显示焊接电压与电流.设计了专门的切换电路实现两种显示的切换.试验结果表明,电源输出波形稳定,显示过程清晰、可靠.     

晶闸管恒流恒压控制系统的改进与应用举例

阐述了传统晶闸管恒流恒压装置的不足和改进后恒流恒压智能模块中利用霍尔传感器等四大优点,并举典型实例蓄电池充放电、基本稳压稳流电源、恒流恒压三相分离控制模块、直流电机恒压调速,进一步论证晶闸管恒流恒压控制模块是高度集成的反馈控制稳流稳压系统,内置大功率晶闸管芯片、移相控制电路、反馈控制电路、保护电路和线性电压、电流传感器.该模块能在控制信号控制下完成恒流恒压功能,可由用户按要求设置恒流、恒压的先后顺序,具有过流、过压、缺相保护,保证用电设备和模块安全.     

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。     

汤姆逊效应和附加热阻对热电模块性能的影响

针对热电模块运行过程中的影响因素,考虑汤姆逊效应和陶瓷板、金属导流片、接触表面等产生的附加热阻,建立了新的热电能量平衡方程,并据此研究了汤姆逊效应与附加热阻对热电模块的输出功率、热电转化效率及效率的影响规律.结果表明:在本文计算条件下,汤姆逊效应及附加热阻对热电模块性能的影响随着热电模块工作电流的增加而增大;同时,汤姆逊效应和附加热阻均使得热电模块的最大输出功率、最大热电转化效率对应的最佳工作电流减小,这一点在热电发电装置的设计时必须予以考虑.     

基于视觉测量的微陀螺振动系统线性度测试研究

为了测试分析微陀螺驱动模态振动系统的线性度,使驱动模态在静电驱动信号激励下产生稳定的线性振动,采用计算机视觉测量方法,使用高速摄像机获取微陀螺驱动模态在频率固定的调幅驱动电压信号激励下的振动位移响应视频图像;通过对运动时序图像的处理、目标识别与运动参数测量,获得振动位移的时变曲线.进一步得到驱动电压幅值变化与振动位移幅值的变化关系,分析结果表明,该方法便于对微陀螺振动系统的线性度进行测试分析.     

面向大功率LED电源驱动的PT4115控制系统

从LED的特性和驱动方式出发,论述了LED的各种驱动方式,以流过LED的电流恒定为基本目的,提出一种基于芯片PT4115的线性恒流驱动解决方案,设计了一个简单的LED驱动电路,并阐述了该驱动电路的基本原理,给出了理论依据。该驱动电路简单、高效、成本低,在电源电压或环境温度变化时可为大功率LED提供恒定的驱动电流,适合当今LED产品的市场化发展。