A Novel Over-Current Protection Technique Applied to Peak-Current Type DC-DC Converter

The change of the over-current protection point of the power switches, caused by slope compensation, is analyzed in detail. It is discovered that the peak current protecting value increases as the duty cycle decreases. As a result, the safety operation of the switches is damaged greatly. A novel solution to improve over-current protection with constant peak current limitation is proposed by inducing synchronous slope compensation into the current limit function instead of the original constant voltage. The design principle and method of the protection circuit based on a UC3846 PWM controller for the interleaved dual-forward converter is presented. Experimental results are given to verify the analysis.

基于改进型转矩分配函数的开关磁阻电机转矩与峰值电流优化研究

开关磁阻电机(SRM)使用传统的转矩分配函数控制时由于转矩分配函数的开关角度恒定,使其在换相阶段出现较为明显的转矩脉动和较高的峰值电流现象。针对这一现象,提出实时调节开关角度的指数型转矩分配函数的控制方法来降低转矩脉动与相峰值电流。与传统的转矩分配控制进行比较分析,所提算法能够在不同电机转速下抑制转矩脉动和降低SRM定子绕组换相峰值电流,在中低速情况下,实时优化转矩分配函数开关角与重叠角,提高了SRM的运行效率。以一台2.2 kW的12/8开关磁阻电机作为控制对象,建立控制系统仿真模型,通过仿真和实验验证了所提算法的有效性。

一种窄脉冲信号峰值电压检测电路设计

SiCMOSFET器件栅极峰值电流可以表征器件结温,但是栅极峰值电流信号上升下降速度快、维持时间短,给峰值电压信号检测电路设计带来了挑战。此处提出了一种基于两级峰值采样保持电路的窄脉冲峰值电压检测电路,其具有采集精度高、保持时间长等优点。首先介绍了峰值检测原理以及两级峰值检测原理,然后给出了详细的电路参数选型,最后,利用仿真和实验对此处所提峰值电流检测电路进行了验证。结果表明,所提峰值检测电路检测误差小于1.1%,电压下垂速率为0.55μV/μs。

峰值电流控制Buck变换器高频建模及结合遗传算法的控制器优化设计

峰值电流控制Buck变换器广泛应用于电源管理芯片。小信号建模是设计其控制器的关键。现有模型忽略电压外环引入的稳态控制信号纹波与小信号扰动延拓频谱对系统的影响,在高控制带宽场景下失效,从而无法指导控制器的设计。该文首先指出控制器设计决定了控制信号纹波类型,进而研究了可导型纹波对系统建模的影响;然后综合考虑电压、电流环导致的频谱耦合,得到精确的高频模型;最后基于高频模型,提出一种结合遗传算法的高带宽控制器优化设计方法。仿真与实验证明了该模型的精确性与设计方法的优越性。

一种高电源抑制比低温度系数的带隙基准电路

采用两种方式提高了带隙基准电路的电源抑制比。首先,采用峰值电流源结构将三极管自身的增益引入反馈环路,从而提高了环路增益和带隙基准核心的电源抑制比。其次,运用预调制电路进一步提高了电源抑制比。此外,还提出了一种仅需源极负反馈非对称电流镜的曲率补偿电路,该电路具有跨工艺的通用性。所提出的电路采用0.18μm BCD工艺进行了验证,并应用在一款降压DC-DC变换器中。结果表明,所提出的电路在2.4 V、3.3 V和5 V供电下,低频分别具有127 dB、134 dB和136 dB的高电源抑制比,同时实现了3.74×10^(-6)/℃的低温度系数,总电流消耗仅为6.3μA~14.5μA。

宽输入双有源桥变换器移相变频控制策略研究

重点分析三重移相控制下宽输入工况对双有源桥DC-DC变换器特性的影响,分别推导宽范围输入电压情况下软开关范围、电流峰值和电流有效值随开关频率变化的理论表达式。在此基础上,提出一种移相变频混合控制策略,通过调节开关频率扩大双有源桥DC-DC变换器的软开关范围,并降低电流峰值和电流有效值,提高变换器的整体效率。最后,搭建一台基于SiC器件的1 kW双有源桥DC-DC变换器样机验证所提控制策略的有效性。

具备故障重构能力的双极直流接口变换器最优运行区域

中低压直流配电系统中,现有的双极直流接口变换器通常无法在进入单极运行模式下实现故障阻断与重构功能。基于一种互联分布式电源与双极直流系统的故障重构型直流接口变换器拓扑,分析单双极性运行模式的工作性能。在正常的双极运行模式下,变换器通过最小峰值电流控制策略,实现开关器件电流应力有效降低。在短路故障导致的单极运行模式下,变换器通过故障重构策略与恒功率传输控制策略,消除短路故障对正常端口的不利影响,维持关键负荷的连续供电。同时给出变换器在单双极模式的优化控制策略下的软开关运行区域,从而精确刻画出变换器的最优运行区域。实验结果证明理论分析的正确性,研究工作有助于指导中低压直流配电系统的工程实践。

一种应用于半桥拓扑的斜率补偿电路

针对在峰值电流控制模式下半桥型开关电源存在次谐波振荡的问题,提出一种新型斜率补偿电路。该斜率补偿电路由少量外围常用器件构成,其补偿深度可由外围器件参数进行调节,与开关驱动信号完全保持同步。基于LTspice搭建斜率补偿电路的仿真模型,仿真结果表明,该电路补偿效果良好。样机实测结果也验证了该斜率补偿电路的有效性。所提电路适用于选择峰值电流模式但电源管理芯片内部没有斜率补偿电路的应用场合。

风光电源故障暂态解析及实用化短路电流峰值计算

研究风光电源的故障暂态过程及短路电流峰值能为设备选型及保护整定提供重要依据。然而,现有的风光电源暂态短路电流计算模型过于依赖参数,计算模型难以满足工程应用需求。因此,该文首先分别对光伏电源、永磁同步风机及双馈感应风机进行故障暂态解析,继而构建形式简洁实用的短路电流峰值表达式。对于光伏电源及永磁同步风机,在恒功率控制阶段建立了基于故障期间电源出力变化的暂态短路电流计算模型;在限幅控制阶段通过分析阻尼比系数,得到短路电流峰值的实用化表达式。对于双馈感应风机,通过分析其故障后定转子磁链的耦合关系,得到Crowbar电阻投入阶段短路电流的简化条件,进而求解出短路电流峰值表达式。最后通过录波数据与仿真数据验证了理论的可行性和正确性。

建筑物顶端几何特征对上行先导起始影响的3D模拟

建筑物几何特征对上行先导始发具有重要影响,基于三维变网格雷击物理模型,在不同几何特征建筑物和不同雷电流峰值情况下,探讨了下行负地闪过程中,建筑物顶部上行正先导始发影响因素。除了发现建筑物高度对先导的始发具有促进作用外,还得到以下结论:①雷电流峰值I_(P)相同时,建筑物的高度越高,其几何形状对上行稳定先导起始的影响(η)就越小。建筑物高度相同时,雷电流峰值越大,η越小;②圆柱塔形尖端的上行稳定先导最容易起始,且最接近针形,η最小,为12.2%。长方体形上的稳定先导起始最晚,η最大,可达53.4%;③对于高度较矮和雷电流峰值较小的情况下,尖端几何形状(塔形或斜坡)对先导起始的影响较明显。

基于扩展卡尔曼滤波的过采样电流奇异点抑制策略

传统永磁同步电机(PMSM)矢量控制策略的电流环动态响应较慢,研究人员往往采用过采样方法以加以改进。然而在实际工作中的驱动器开关管换相时刻,因电路杂散参数等因素容易产生高频电流脉冲,过采样容易引入这些电流奇异点进而极大影响PMSM的控制精度和系统的正常工作。针对这一问题,本文提出一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的PMSM尖峰电流噪声滤除方法,并对传统EKF方法中噪声协方差矩阵的选取策略进行改进,根据检测到的电流噪声自适应改变EKF算法中的协方差矩阵项以滤除偶然脉冲干扰。仿真和实验结果表明,所提方法对于高频尖峰噪声的滤除具有较好的效果,同时拥有较强的参数鲁棒性,可以满足实际系统的需要。

浅谈低温环境下柴油发动机起动性能特性

文章以东康6CT 3阶段发动机(配装24V 7.5kW起动电机)为分析对象,对低温环境下的柴油发动机起动特性进行初步研究分析,便于后续在低温环境下正确选型蓄电池和计算起动电流提供参考。

抑制图腾柱PFC电流过零尖峰控制方法的研究

针对工作在CCM模式下的图腾柱拓扑PFC在电压过零点处电流的畸变问题,在详细阐述图腾柱PFC的工作原理及过零电流尖峰产生原因的基础上,提出一种改进型的过零控制方式,在输入电压过零时刻前后插入死区为低频开关管反向恢复提供时间。在死区时段后对高频开关管施加渐进占空比信号,以完成对低频桥臂的寄生电容上电压释放,并降低过零电流尖峰。控制策略采用基于占空比前馈平均电流控制原理的双闭环控制,提高电流对电压的动态响应能力。基于上述方法,搭建了一台交流输入电压220 V,直流输出电压400 V,满载2 kW的实验样机并进行实验研究。实验结果表明,样机峰值效率可达98.3%,满载时功率因数高达0.99。

一种无功补偿用磁保持继电器的试验设备研究

设计了一种适用于无功补偿用磁保持继电器的试验设备。该设备具备接通设定和分断设定等功能,即可控制触点的接通相位角及触点是否过零分断。试验过程中,软件界面可显示和保存触点接通瞬间电压波形、峰值电流和磁保持继电器的动作时间等记录。

currentMKMJ25-22型自愈式脉冲电容器耐久性试验条件的验证及其重要意义

随着电力装备制造技术的不断提升,自愈式脉冲电容器作为一种关键的电子元器件,在多个领域的应用逐渐得到广泛推广。为了确保这些电容器在实际应用中的稳定性和可靠性,必须对其进行严格的耐久性试验。然而,目前主流的试验方法尚不能准确快速地反映MKMJ25–22型自愈式脉冲电容器的实际性能。针对MKMJ25–22型自愈式脉冲电容器的试验问题,文章对标行业试验标准,对试验设备的能力进行了理论分析,并在元件选取、充放电回路等方面对试验回路进行了优化设计。通过对1台MKMJ25–22型自愈式脉冲电容器进行2000次的耐久性试验,证明回路、设备、配件均能够满足MKMJ25–22型自愈式脉冲电容器的试验要求。

基于人工引雷数据的闪电探测效率及精度评估

利用在山东滨州沾化区人工引雷实验得到的2017-2020年30次闪电数据,对比分析ADTD闪电定位系统在人工引雷场地及其相似地区的定位效率、定位精度及电流峰值偏差。结果表明ADTD对人工引雷触发闪电事件定位效率为60%(即18/30),回击闪电定位效率为88.89%(即8/9),回击过程定位效率34.48%(10/29),ICC闪电定位效率47.62%(10/21)。定位精度31.724 km,负地闪定位精度高于正地闪,2站以上定位精度高于2站定位。电流峰值偏差36.38%。

浅析大功率电动机起动与变压器容量的匹配

针对苏州某工厂的冷冻机设备起动过程中发生高压柜跳闸事故及安徽滁州某家电园大型冷冻机起动和运行过程中出现变压器过载事故,分析了这两个事故,发生事故的根本原因在于大型电动机的起动功率和变压器容量选择不相匹配。提出合理选择变压器容量并与大功率电动机设备功率相匹配,提高电动机电压供电等级,降低软起动器的起动设定上限值等预防技术措施,避免此类事故再次发生。

基于虚拟仪器的曳引式电梯节能效果检测方法

为提高曳引式电梯的节能检测能力,文中提出一种基于虚拟仪器的曳引式电梯的节能效果检测方法。构建曳引式电梯的节能参数解析模型,结合非正弦激励损耗分析方法,得到感应电动机驱动曳引式电梯的能量分布关系。根据能量分布关系分析曳引式电梯的节能参数与剩余损耗算式之间的函数关系,采用简化静态Preisach模型推导出曳引式电梯的节能效果的偏置小磁滞参数。考虑偏置小磁滞融合参数,通过检测相电流峰值点获得曳引式电梯的功率损耗和电能增益参数,采用Energetic磁滞模型,得到交流曳引式电梯的电动机转矩信息参数,根据参数估计结果,实现对曳引式电梯的节能效果检测。实验结果表明,采用本文方法进行曳引式电梯节能效果检测的可靠性和检测性能较好,提高了曳引式电梯节能效果的可视化交互和管理能力。

燃煤发电机组调峰对回转式空气预热器的影响及应对措施

近年来,随着风电、太阳能等可再生能源装机容量的迅猛增长,以及居民用电和第三产业用电负荷的增加,相应的发电负荷和用电负荷具有更明显的日波动性。电网的调峰问题日益突出,需要我国电力的主要来源——燃煤发电机组具有更高的调峰以及快速响应能力。燃煤机组长时间低负荷运行、频繁的升降负荷乃至停炉热备用给配套的回转式空气预热器的安全稳定运行带来挑战,主要体现在快速升降负荷过程中预热器运行电流异常波动以及长时间低负荷下预热器堵灰问题,本文针对上述问题进行研究并提出应对措施。

零序电流及改进峰值能量法在电机滚动轴承故障诊断中的应用

基于滚动轴承故障引起的零序电流变化的机理,提出一种采用小波变换及改进峰值能量法的牵引电机轴承故障诊断方法,并进行了案例验证。首先,通过park变换获得零序电流信号;其次,采用小波变换及峰值能量法对零序电流信号分解并平方整流;最后,对整流信号进行包络及傅里叶分析,提取其中的轴承故障特征频率,实现轴承的故障诊断。案例结果表明,该方法能够有效地提取轴承故障特征频率,实现对电机轴承的故障诊断。