双路电源的主动均流电路系统研究

广泛使用的低成本电源管理芯片或直流电源模块通常并未集成输出均流控制功能,因此不能直接并联输出使用。而使用特殊的电源管理芯片或是额外的均流控制电路会提高电源电路的复杂程度,造成电路成本的提高。针对此应用场景,提出了一种具有主动均流功能的双路电源开关,作为负载开关或电源多路复用器应用于电路之中,利用开关电流的方法均分输出电流,在几乎不增加电路成本的同时对两路电源进行均流。阐述了所提双路电源开关的工作原理与参数设计方法,并通过仿真与实验证明了所提方法的正确性与可行性。

宽输入电压范围的软开关四路均流LED驱动器

为了应对LED的不同输入电压等级应用场合,提出了一种具有宽输入电压范围的四路LED驱动器。该驱动器将Buck-Boost结构集成到全桥网络中,通过不同的开关组合工作在不同的模式,从而获得宽增益。采用无源均流方式实现了四路LED输出均流。由于驱动器的工作特性,开关管无需添加无损缓冲电路即可在全范围内实现零电压开通。详细分析了该驱动器的调制策略、工作原理和性能。最后,搭建了一个69 W的实验样机,实验结果表明该驱动器的输入电压范围为17 V~216 V,均流误差低于3.7%,最大效率可达97.8%。

调相机励磁系统均流方式探讨

调相机励磁系统是电力系统中常见的一种设备,用于控制和调节电力系统中的电压和电流。常规的均流控制方法已经被广泛应用,但存在一些局限性。为了克服这些局限性,近年来出现了一种新的均流控制方法—数字均流控制。该方法能够根据系统负载的变化实时地调整均流控制参数,从而更好地满足实际需求。数字均流控制方法的出现为调相机励磁系统带来了新的可能性。本文将探讨常规均流与数字均流控制方法的研究,并分析它们在调相机励磁系统中的应用,比较它们在电流控制精度、稳定性和效率等方面的优缺点,在调相机励磁系统中,选择合适的均流方式应综合考虑系统要求、性能需求和经济因素。

基于相间有源阻抗平衡单元的多相交错并联LLC谐振变换器均流策略研究

文中提出一种基于相间有源阻抗平衡单元的新型多相交错并联LLC谐振变换器均流拓扑。通过在相间构建有源阻抗平衡单元匹配相邻相的阻抗网络,从而平衡相邻相谐振元件因参数容差造成的输出电流不均衡。得益于相间有源阻抗平衡单元仅在相邻相之间传递部分能量,其增加的损耗较小。比较几种可能的相间有源阻抗平衡单元结构,并提出一种以开关电感作为有源阻抗平衡单元的均流拓扑。详细分析所述方案的均流机理和设计过程,并对其控制策略和多相拓展进行探讨。最后,通过搭建一台12 V/40 A的两相交错并联LLC谐振变换器样机,验证所述均流方案的可行性。

气侧均流装置对冷却三角单元流动传热特性影响的实验研究

对于间接空冷系统冷端基本传热元件−冷却三角单元,通过在其加装及相邻未加装气侧均流装置冷却三角单元内的两侧冷却柱沿散热管束横向布置风速、风温、壁温测点,进一步在左右两侧出水柱布置壁温测点,对比分析两侧冷却柱沿散热管束横向迎风风速、风温、壁温及出水壁温的变化规律,研究气侧均流装置对冷却三角单元流动传热特性及出水壁温分布的影响机制。研究结果表明:加装气侧均流装置后冷却三角单元两侧冷却柱沿散热管束横向迎风风温、壁温分布更加均匀,两侧出水柱壁温均值更低,且降低了两侧出水柱壁温差,气侧均流装置优化了两侧冷却柱的换热均匀性。

基于无源均流的谐振式无桥型Boost LED驱动电源

传统Boost功率因数校正变换器的输出电压必须大于输入电压,在一定程度上限制了其在LED驱动电源中的应用。同时,传统LED驱动电源因输入端整流桥的存在而限制了自身效率的进一步提升。基于谐振式Boost功率因数校正变换器拓扑提出了一种无源均流型无桥Boost LED驱动电源,通过引入谐振式电容均流网络,实现了多路均流输出;通过整流桥的去除,进一步提升了系统的效率。最后,搭建了一台效率可达93.64%的140 W实验样机,验证了理论分析的正确性与可行性。

均流工况下的螺旋桨片空泡面积数值模拟

采用数值模拟技术对螺旋桨在均流工况下的空泡性能进行研究。基于RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes)方程,采用SST k-ω(Shear Stress Transfer k-ω)湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型,选取合适的网格划分策略和边界条件等关键计算参数,对螺旋桨片空泡面积进行数值模拟。通过比较分析螺旋桨片空泡面积占比的数值计算结果与模型试验结果可知,二者的符合性较好,所提数值模拟方法准确可靠,能满足工程应用要求。随着数值模拟技术的快速发展,螺旋桨空泡性能数值预报正在发挥越来越重要的作用。

基于船舶直流母线的储能模块并联均流控制

为提升锂电池组在船舶直流电网中并联运行的稳定性,根据多电源模块的并联均流工作原理,针对具有不同输出特性的储能模块,建立“储能模块-DC/DC变换器-直流母线”并联Simulink模型,并提出基于电压电流双闭环控制的改进均流控制策略。设置开环控制、电压单闭环控制和电压电流双闭环控制等3组仿真模型,进行均流与未均流控制对比,验证该策略的有效性。试验结果表明,该策略能有效改善船舶直流母线的电压稳定性,减少电流不均衡现象,同时提升船舶电力系统的性能和安全性。

大功率晶闸管整流器均流测量方法研究

随着电力电子技术的发展,大功率晶闸管整流器电源单机容量越来越大,其桥臂并联支路晶闸管数量越来越多,对桥臂并联支路的均流系数要求越来越高。介绍了传统的晶闸管整流器均流测量的几种方法并加以比较分析,提出了一种罗氏线圈与配套积分器测量桥臂均流电流的新方法。罗氏线圈不仅结构简单,便于绕制,重量轻方便安装,而且价格低,能够实现与主回路电气隔离。该方法已成功应用于核聚变领域,测量精度控制在1%以内。

变电站大功率并联直流蓄电池组主动均流仿真研究

针对变电站大功率并联直流系统方案及均流技术方案进行研究,选出最适用于变电站的并联型直流供电系统方案,然后分析在并联直流系统下的均流技术和均流控制,提出一种改进的平均电流法,最后通过MATLAB/Simulink搭建电路仿真模型及控制回路仿真模型,完成系统方案及均流方案的设计与仿真。仿真结果表明,混合型并联方案可靠性高、充放电效率高且具有冗余度,所以选择混合型并联方案作为并联型直流供电系统方案;改良的均流系统的闭环控制满足控制回路的稳定性要求,能快速响应均流要求,具有相当高的抗干扰能力,且改良的平均电流法均流精度高、可靠性好。

压接型IGBT芯片的参数分散性对其并联时关断均流的影响

压接型绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)的多芯片并联关断期间会出现严重的不均流现象,直接影响到器件的关断可靠性。文中重点研究压接型IGBT芯片参数对其并联时关断均流的影响,首先,根据IGBT单芯片的关断机理和波形,分析芯片参数对IGBT单芯片关断各个阶段内集电极电流变化的影响规律;其次,定义多芯片并联关断波形中出现的第一类及第二类电流竞争峰谷,建立针对第一类电流竞争峰谷的随机分布模型,获得芯片参数以及并联数目对关断均流的影响规律,通过并联双芯片的双脉冲实验,验证所得规律的有效性;最后,结合分析结果提出阈值电压与饱和压降的相互补偿以及保持阈值电压差与跨导差异号等芯片筛选建议。研究成果可以为并联压接型IGBT芯片的参数筛选工作提供指导。

凤台电厂双V型均流收尘电除尘技术提效改造试验

清洁高效先进节能的煤电是新能源体系的重要支撑,节能减排是火电厂今后的重点工作。对凤台电厂某660 MW机组电除尘器进行了性能测试分析,发现电除尘器出口A通道、B通道烟尘浓度偏高导致整体烟尘浓度偏高,电除尘器进口A通道、D通道流场不均匀,部分供电分区已退出工作,电除尘器出口烟尘平均质量浓度为81 mg/m^(3)超过了设计要求。在此背景下,开发了双V型均流收尘电除尘技术并进行了改造,对高压电源和烟道导流板进行了恢复性检修,改造后电除尘器出口粉尘浓度降至20 mg/m^(3)以下。对比试验得出:均流收尘电除尘技术具有显著的均流和收尘提效作用,可作为燃煤电厂老机组和非电领域电除尘器改造的选择方案。

基于空间布局和杂散电感优化的直流断路器并联IGBT动态均流法

与压接式绝缘栅双极型晶体管(IGBT)相比,模块式IGBT具有成本低、不需要单独压装结构、安装方便、故障后呈开路等特点,是750 V/1500 V混合式直流断路器中的核心元件。然而,受限于单个模块式IGBT器件的标称开断能力,多个模块式IGBT的并联均流技术是实现10 kA级直流开断的关键。文中从理论上分析了IGBT器件、缓冲电路和快速真空开关的空间排布位置对换流速度、动态均流、关断过电压等性能的影响。分析表明,从减少换流难度角度考虑,快速真空开关应与IGBT就近并联;从降低关断过电压角度考虑,各并联IGBT应采用分布式缓冲电路结构。进一步,考虑空间磁场耦合作用,建立了并联IGBT的动态开断电路模型,分析了并联IGBT动态开断性能的影响因素,发现增大子模块支路杂散电感、降低避雷器残压可有效提高并联IGBT的动态均流性能;子模块间负耦合电感可有效抑制IGBT关断过电压。最后,为兼顾换流速度、动态均流、关断过电压抑制等,提出了缓冲电路、IGBT、快速真空开关就近并联构成子模块,子模块再经电感并联的混合式直流断路器拓扑方案,并进行了仿真验证和1.5 kV/3 kA试验验证。

航天器大功率直流电源数字均流方法

针对航天器大功率直流电源系统电源模块的均流问题,提出了直流电源系统数字均流方法;该方法以供配电主控软件为均流核心,将各直流电源模块进行并联输出,通过以太网与各直流电源模块进行数据交互,采集各直流电源输出电流,通过均流算法调节直流电源输出电压,以达到电源均流的目的,此方法在现有直流电源的基础上,设计了大功率直流电源并联硬件电路,包含输入控制单元、远端补偿电路和输出控制单元,软件上设计供配电主控软件,包含均流控制功能、供配电流程功能和电源模块监控功能;通过实际硬件环境试验表明,该方法均流精度高、响应速度快、故障控制能力强,在航天电源领域具备较高的实用价值。

SiC MOSFET多管并联均流方案及IVCR1412驱动芯片应用

在大功率变换系统中,多管并联能提升电流承载能力,增加输出功率,常用于电机驱动、电动汽车、电力传输等场景。但多管并联均流是一大挑战,这影响了系统中器件的温度分布,进而影响系统可靠性,最终成为限制系统功率和效率的瓶颈。为了实现多管并联均流,瞻芯电子基于SiC MOSFET和SiC专用·比邻驱动TMIVCR1412芯片开展了均流研究,在不同均流驱动方案和不同条件下,测试影响均流的因子,以提供均流方案建议。

基于LLC拓扑的LED照明驱动多路均流电路

文章设计了一种基于LLC拓扑的LED照明驱动多路均流电路,阐述了具体的多路均流方案和电感均流原理。利用软件构建了仿真电路,探究了耦合电感绕组对称程度、漏感大小、均流电容对称程度对均流效果的影响,结果表明,在耦合电感绕组对称、无漏感的情况下,多路均流效果更为理想。在此基础上,进行了基于LLC拓扑的LED照明驱动多路均流实验,多路输出电流的最大偏差均控制在5%以下,均流效果良好。

交错并联LLC谐振变换器均流技术

针对交错并联LLC谐振变换器器件参数不一致引起的相间电流不均衡问题,提出一种在变换器二次侧串接耦合电感的均流方法。通过在变换器二次侧串联耦合系数为-的全耦合电感,使变换器两路输出电流进行反向耦合,在实现两相间均流的同时,又避免了耦合电感的漏感对变换器一次侧谐振产生影响。分析了耦合电感实现均流的工作原理,建立了基于串联耦合电感的谐振变换器交流等效电路模型,对改进后的变换器的均流效果进行了分析,并通过仿真和实验对所提方法进行了验证。研究结果表明:耦合电感对变换器电压增益的影响随耦合系数绝对值的增大而减小,耦合电感量越大变换器的均流效果越好。

纵场磁体电源变流器均流分析

在纵场磁体电源变流器均流特性分析中,通过对桥臂分段和提取支路分布参数矩阵的方法,建立了大功率变流器桥臂的等效电路模型,计算了各个支路电流和变流器的均流系数。通过变流器的仿真模拟得到了桥臂电流演化,模型的仿真结果与理论计算基本一致,其均流系数均小于1.2的工程设计目标。

基于谐振网络优化的双向LLC-DCX多模块并联系统均流优化研究

近年来,双向LLC-DCX在电源系统中得到了越来越广泛的应用。为应对系统功率等级的提升,多模块并联成为实现系统扩容的重要方法。然而,均流性能是LLC谐振变换器并联系统的设计难点,各模块微小的谐振参数差异即可引起较大的电流不均衡。该文根据双向LLC谐振变换器的增益特性,定量分析双向LLC-DCX的并联特性,提出一种通过优化谐振网络参数提升并联均流性能的方法。最后,搭建一套三模块双向LLC-DCX并联系统样机,实验结果验证了所提方法的可行性和有效性。

基于均流板原理的通风墙型植物工厂循环送风系统设计与模拟

植物工厂是当前可控农业环境的最高形式之一,但植物工厂内温度、气流空间分布不均,不同栽培架之间存在一定温差、气流速度差。为解决气流植物工厂内局部环境因子差异大的问题,该研究对植物工厂进风口设置进行改进,在侧进上出气流循环模式下,借鉴均流板原理设计了一款全网孔通风墙型植物工厂,并通过计算流体力学软件(computational fluid dynamics,CFD)进行模拟,分析该类型工厂下温度、气流速度、CO_(2)浓度、相对湿度、适宜风速占比、空气龄、指定流线速度变化情况,以评价全网孔通风墙对植物工厂内局部环境差异的改进效果。该设计平均空气龄为7.5 s,是无全网孔通风墙条件下的1/9,空气更新效率有效提升。研究表明全网孔通风墙型植物工厂能有效提升植物工厂内环境因子分布均匀性。