高压脉冲电场实验交流电源输出电压控制技术研究

常规的高压脉冲电场实验交流电源输出电压控制,主要采用平衡负载电压进行输出电压的谐波控制,忽略了输出电压轴向变量对控制效果的影响,导致控制结果偏差量较大。因此,提出高压脉冲电场实验交流电源输出电压控制技术研究。分析高压脉冲电场实验荷电量以及扩散荷电量等参数,通过矢量相角幅值计算交流电源输出电压的三个轴向变量,构建控制模型,并计算误差补偿值,实现输出电压的控制。实验结果表明:所提控制技术应用后得出的控制结果,表现出的控制偏差量较小,均值仅为0.053,与目标控制效果一致性较高,满足了高压脉冲电场实验中,交流电源输出电压的控制需求。

一种CC/CV平滑切换的宽输出电压充电电路

目前多种动力蓄电池凭借着能量密度高、续航里程长和可循环使用等优势,在新能源汽车领域得到了广泛应用。针对当前以谐振电路为基础构建复合变换器应用于蓄电池充电存在输出电压范围、模式间切换、效率等不同问题,提出了一种四开关Buck-Boost与电容钳位LLC级联复用式变换器作为充电电路。该电路增益曲线的容性区和感性区均可工作,宽调频范围的容性区具有恒流特性,感性区的最佳谐振点具有恒压特性,利于实现蓄电池恒流恒压充电控制。频率与占空比的解耦控制拓宽了变换器的输出电压范围,且负载阻抗连续变化下电压增益连续,利于实现蓄电池恒流恒压平滑切换及满足不同电池充电控制方案,宽增益下的宽调控范围可减少输出纹波。拥有桥臂间移相软开关、复用桥臂增强软开关能力和降低通态电流、变压器低磁链及最终移动于最佳谐振点工作等电路特性,利于实现电能高效传输。仿真与实验结果验证了充电电路全程满足ZVS、ZCS的恒流恒压控制及充电模式间平滑切换特性。

分布式光伏接入下配电网输出电压振荡抑制研究

为使分布式光伏接入下配电网的输出电压稳定且不出现越限行为,对分布式光伏接入下配电网输出电压振荡抑制方法进行研究。构建分布式光伏接入下配电网运行模型,采用基于无功/有功协调控制的电压振荡抑制方法,经逆变器无功功率补偿方案,实现光伏接入节点的无功补偿,保证配电网输出电压稳定;如果逆变器无功功率为最大值时的输出电压仍出现振荡模式,则采用基于灰狼寻优算法的有功功率控制方法,获取可以保证输出电压振荡幅度最小的有功功率削减值,均衡光伏发电功率,抑制分布式光伏接入下配电网输出电压的振荡。经实验测试表明:该方法抑制下配电网输出电压稳定,不存在异常振荡模式。

基于模糊自抗扰的PEMFC输出电压控制研究

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)自启动后输出电压不稳定、发电效率低下等问题,提出一种基于模糊-自抗扰控制器的控制策略,以提高PEMFC的输出电压稳定性。在建立PEMFC电化学动态模型的基础上,采用优化的自抗扰控制器实时估计并补偿系统受到的总扰动,跟踪输出电压;同时,加入模糊控制器实现双参数在有限范围内的自整定。通过仿真实验验证控制技术的有效性,并与比例-积分-微分(PID)、常规自抗扰控制方式进行对比分析。结果表明:所提控制策略可有效降低PEMFC电压振荡幅度,使PEMFC电压达到稳定状态;并且在相同扰动下的闭环系统超调量最小,调节时间最短,系统拥有更优的鲁棒性和抗干扰性。

基于电荷泵的倍增/反向双输出电压转换设计与实现

为了解决目前基于电荷泵的开关电容电压转换芯片功能较为单一的问题,基于Dickson经典电荷泵结构,匹配四路双极型晶体管开关同时实现对输入电压的倍增输出以及倍增后的电压反向。四路二极管充作开关来使用,在降低开关器件导通电压的同时简化了开关电路,缩小了电路的尺寸,并降低了电路的功耗。基于国内某工艺线的40 V互补双极型工艺,设计并制作了带正/负两路输出的开关电容电荷泵电压转换器芯片电路。流片测试结果表明:当电源电压为4 V(负载电流为0 mA、+10 mA)、5 V(负载电流为±10 mA)、9 V(负载电流为+10 mA)、10 V(负载电流为-10 mA)以及11 V(空载)时,输出电压均满足设计指标。

交流发电机输出电压稳定性自动控制方法

当前的电压控制方法普遍存在发电机损耗较高的问题,为此,提出一种交流发电机输出电压稳定性自动控制方法。对电压时域进行划定,再采用多阶的方式展开处理,营造一个稳定的电压环境。以此为基础,设计暂态交流发电机输出电压自动控制模型,结合控制系统实现输出电压稳定性自动控制。结果表明,所设计的控制方法得出的发电机损耗比被控制在2.5以下,说明该方法的实际应用效果得到了明显提升。

宽温域磁致伸缩位移传感器输出电压模型及特性分析

磁致伸缩位移传感器应用于高温环境时,磁致伸缩材料存在随温度升高而力磁性能下降的固有属性,因此迫切需要研究宽温域下传感器的输出特性。基于玻耳兹曼统计量、磁弹性耦合效应和德拜模型,建立了非等温条件下传感器输出电压模型。搭建提供可调脉冲电流和轴向偏置磁场的变温平台,选用直径0.8 mm的(Fe_(83)Ga_(17))_(99.4)B_(0.6)和Fe_(82)Ga_(13.5)Al_(4.5)波导丝,实验验证了模型的准确性。确定变温下传感器的最佳激励参数,(Fe83Ga17)99.4B_(0.6)偏置磁场21.3 kA/m,脉冲电流24.6 A;Fe_(82)Ga_(13.5)Al_(4.5)偏置磁场16.7 kA/m,脉冲电流18.8 A。在20~350℃用最佳激励参数测得(Fe_(83)Ga_(17))_(99.4)B_(0.6)输出电压最高为577.63 mV,Fe_(82)Ga_(13.5)Al_(4.5)输出电压最高为419.56 mV。采用输出幅值高的(Fe_(83)Ga_(17))_(99.4)B_(0.6)波导丝根据其最佳激励参数设计了硬件电路和移动位置磁铁结构,制作宽温域传感器样机并在高温平台上进行测试,20℃时输出电压最高为595.32 mV,500℃时仍有254.67 mV,非线性误差为±1.3 mm。

宽输出电压下DAB电感电流有效值最小控制

伴随着传统能源的枯竭,新能源电动汽车不断发展,其中双有源桥(DAB)电路作为电动汽车的动力结构部分起着重要作用。为提升DAB变换器效率,在此分析电感电流和输出功率的关系。以电感电流有效值最小进行优化,推导全功率范围所有开关管实现零电压开通(ZVS)的条件,并进行算法的拟合。搭建了1 kW的原理样机,并验证上述优化的可行性和正确性,实现开关管的软开关,提升变换器的工作效率。

LED控制装置无负载输出电压试验能力验证的研究

能力验证是指利用实验室间比对,按照预先制定的准则评价参加者的能力。本文围绕LED控制装置无负载输出电压试验能力验证计划,就相关技术问题进行探讨,希望对提升实验室整体水平有所帮助。

静电放电抗扰度试验静电发生器输出电压测量不确定度评定

本文通过建立模型、分析影响因素、量化影响因素及不确定度计算等对静电放电抗扰度试验静电发生器输出电压进行了简要的不确定度评定,为电磁兼容实验室有效评定静电放电测量不确定度提供参考。

分布电容及倍压电路输出电压研究

本文基于倍压整流电路下对比不同电容分布的阻抗指标大小,研究分析了结构及电容分布形式均统一时的对称倍压整流电路特点。研究表明,对称倍压电路生成的阻抗值最低,与其他结构相比较,其对外输出的阻抗低,而输出电压值最大。本文通过仿真检测,证实了该理论的准确性。

螺旋磁场作用下磁致伸缩位移传感器的输出电压模型及实验

基于魏德曼效应和压磁效应建立了螺旋磁场作用下磁致伸缩位移传感器的输出电压模型,计算了磁致伸缩位移传感器的输出电压。计算结果表明输出电压与螺旋磁场间存在线性关系。当激励磁场与偏置磁场均为3k A/m、螺旋磁场强度为4.24k A/m时,输出电压的计算值达到18.09m V,计算结果与实验结果的变化趋势一致,数值基本吻合,表明了建立的输出电压模型的正确性。基于建立的模型,可以确定传感器激励磁场与偏置磁场的范围,研究可为磁致伸缩位移传感器的优化设计提供理论基础与指导。

脉冲序列控制DCM Buck变换器输出电压纹波研究

针对脉冲序列控制开关DC-DC变换器的非线性控制特性导致输出电压纹波较大,研究脉冲序列控制方法,并对工作于电感电流断续模式的脉冲序列控制Buck变换器进行分析。该方法通过调整两组预先设定的控制脉冲的组合,实现开关变换器输出电压的调整,针对其控制特性研究存在滤波电容等效串联电阻时变换器在不同工作状态下的脉冲序列组合方式,最后基于现有的纹波分析方法分析其实际情况下输出电压纹波特性,为脉冲序列控制的实际应用提供参考。仿真实验结果表明脉冲组合及纹波分析的结论与实际相吻合。

光伏并网逆变器输出电压直流分量的瞬时补偿策略

光伏并网逆变器输出电压中的直流分量会给逆变器、电网以及负载带来危害,为此,提出了一种基于重复控制思想的光伏并网逆变器输出电压直流分量的瞬时补偿策略。分析了光伏并网逆变器输出电压直流分量的产生原因。引入重复控制思想,以载波周期为单位检测光伏并网逆变器输出电压直流分量,并将每个载波周期检测得到的输出电压直流分量结果之和作为反馈与输出电压PI控制环一起调整正弦脉冲宽度调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)占空比,实现对光伏并网逆变器输出电压直流分量的补偿。实验结果验证了该策略的可行性。

MMC变流器模块电压波动对输出电压的影响

为了研究模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)模块电压波动对输出电压的影响,建立了MMC的数学模型,忽略调制算法引起的高次谐波,推导了变流器输出电压的解析表达式,并针对MMC变流器实际应用过程中常采用的谐波抑制算法,简化了变流器输出电压表达式。分析表明,MMC变流器模块电容电压波动将会在输出电压中引入奇次谐波,同时将使得输出电压实际值与给定值之间出现偏差。为了度量偏差大小,定义了模块电容电压波动系数,并证明偏差大小取决于模块电容电压波动系数与输出电压调制度的比值。为了使得变流器能够正常工作,该比值应控制在一定范围以内。仿真实验的结果证明了理论推导与分析的正确性。

二次型Boost变换器工作模式及输出电压纹波分析

根据二次型Boost变换器输入电感和储能电感的工作模式,划分了二次型Boost变换器的工作模式区域,并分析了不同能量传输模式时输出电压的纹波特性。根据储能电感电流谷值与输出电流的关系,分析了二次型Boost变换器在开关管关断期间的能量传输模式:完全电感供能模式(CISM)和不完全电感供能模式(IISM),得出了CISM与IISM的临界电感值和临界工作条件。当储能电感工作于连续导电模式(CCM)时,二次型Boost变换器既可以工作于CISM,也可以工作于IISM;当储能电感工作于不连续导电模式(DCM)时,二次型Boost变换器只能工作于IISM。对于给定输入电感、负载、电容和开关频率的二次型Boost变换器,当储能电感工作于CCM-CISM模式时,输出电压纹波最小,输出电压纹波仅由开关管导通期间输出电容电压的下降幅度决定,与储能电感无关;而当储能电感工作于DCM-IISM模式时,输出电压纹波最大,输出电压纹波随着储能电感的减小而增大。最后,通过试验装置验证了理论分析的正确性。

单位功率因数单相开关变换器的输出电压纹波

分别采用功率匹配的方法和等效电流源的方法，对含功率因数校正（ Ｐ Ｆ Ｃ） 环节的单位功率因数单相开关变换器的输出电压纹波进行了深入分析，得出对各种拓扑结构的单位功率因数单相开关变换器和各种控制方法均适用的统一表达式。结果表明：单位功率因数单相开关变换器的输出电压纹波取决于输出电流和输出滤波电容的大小，而与所采用的控制方式无关。

输出电压可宽范围调节的开关电源实现策略

为解决微等离子体氧化工艺所用电源的输出电压必须在很宽范围内调节的问题,提出一种利用PWM控制和频率调节相结合的单级式、单拉输出电压宽范围调节实现策略,即电源在绝大部分运行时间内以PWM控制方式工作,而在恒频方式难以实现的低压范围则采用PWM控制与频率调节相结合的控制方式。在不增加电路复杂程度的基础上,实现了输出电压在较宽范围内调整(45-700 V),既解决了典型PWM控制方式开关电源输出电压调整范围窄的问题,又减小了开关频率的变化范围、降低了输出电压纹波。实际运行效果证明了这种方法的有效性。

SPWM逆变电源输出电压波形重复控制技术的研究

介绍了SPWM逆变电源输出电压波形重复控制的工作原理及重复控制器的设计方法。在一台 5 0Hz逆变电源上的实验结果表明 ,重复控制策略可有效改善整流性负载引起的输出波形的周期性畸变 ,对强扰动具有良好的鲁棒性。

基于电压型换流的矩阵变换器输出电压补偿方法

分析矩阵变换器电压型两步换流过程导致的输出电压误差,着重分析开关管寄生电容对换流过程电压误差的影响,并提出一种补偿方法。指出开关管寄生电容的充放电过程会导致开关管在关断时管压降上升时间延长,在负载电流较小的情况下导致实际输出电压误差小于理论输出电压误差。给出考虑开关管寄生电容后电压型两步换流过程导致的输出电压误差的通用表达式。在考虑开关管的通态压降后给出一种对输出电压的补偿方法,该方法不仅可消除矩阵变换器各种非线性因素导致的输出电压波形畸变,并且可使期望输出电压与实际输出电压相符。开环阻感负载实验及感应电机低速运行矢量控制实验证明了补偿方法的正确性。