PWM逆变器-感应电机驱动系统中接地电流EMI问题的分析

在IGBTPWM逆变器—感应电机驱动系统中,IGBT的高速开关动作产生很高|dv/dt|和|di/dt|能够导致严重的电磁干扰(EMI)问题。研究表明不仅需要了解干扰的频谱, 而且也必须知道它们的时域波形才能全面刻画干扰的本质。如何准确描述并分析这种问题是复杂而困难的,该文应用系统函数的方法来描述这种EMI耦合通道的特征,并不需要对寄生电路进行复杂的参数提取,而且能准确预测了EMI的时域波形和频谱特性。接地电流脉冲峰值对应|dv/dt|的峰值。导通时,|dv/dt|基本不随着负载电流的变化而变化,而关断时,负载电流越小,|dv/dt|越小。由于|dv/dt|在开通时的值要比关断时大得多,因此接地电流EMI问题主要由IGBT的开通决定。系统函数的幅度频谱呈现带通特性。尽管逆变器工作时其拓扑结构发生变化,但是对描述耦合通道的系统函数的影响很小。当三相桥臂的两个IGBT同时开通或同时关断时,接地电流加倍。

新型零电流PWM全桥DC-DC变换器

为降低IGBT在关断过程中所产生的损耗,提高电源的开关频率.通过在变压器副边增加一个由谐振电感、谐振电容、辅助箝位二极管以及辅助开关管组成的辅助电路,在主开关管关断之前短暂开通辅助开关管,通过谐振电感和谐振电容之间的谐振使原边电流迅速复位,从而实现主电路开关管的零电流开关(ZCS).实验结果表明,此变换器可在全负载范围内实现所有开关管的ZCS和输出整流管的软换流,其辅助电路的谐振电感还具有帮助主电路实现主开关管软开通的功能.这种拓扑结构简洁,可以较好地实现软开关且不会增大整流二极管的电压应力,变换器的效率也达到了90%以上且有提升空间.

一种Boost型宽电压范围输入LLC谐振变换器

传统的桥式LLC谐振变换器不适合宽电压范围输入,且其输入电流断续。为此提出了一种新型的Boost型LLC谐振变换器。通过集成两个交错并联的Boost电感,不仅可以拓宽LLC变换器的增益范围,而且可以显著减小输入电流的纹波,因此该变换器适合用在光伏、燃料电池等可再生能源发电系统中。与传统的脉冲频率调制控制相比,该变换器采用定频脉冲宽度调制控制,励磁电感和Boost电感对变换器的增益特性影响很小,可以简化谐振参数的设计,同时定频控制也有利于磁性元器件和滤波电路的设计。首先介绍了该变换器的工作原理;然后通过时域分析,对该变换器的增益特性进行了深入研究;之后对变换器的ZVS软开关条件进行了详细的分析;最后建立了一台120~240 V输入、24 V/25 A输出的实验样机,实验结果验证了变换器的实用性及理论分析的正确性。

半桥三电平LLC谐振变换器的调制方法

为了得到适合高输入电压、宽增益范围应用的优选拓扑,从混合调制方法的角度对4种常见的半桥三电平LLC拓扑进行分析和对比.混合调制策略可以在不改变谐振腔参数、不增加额外元器件的前提下,使LLC谐振变换器的增益范围加倍.使用穷举法分析各三电平结构所有可能的具有零电压开关特性的调制方法,按照调制自由度和直流增益的不同分为高增益频率调制、低增益频率调制和脉冲宽度调制3大类.对比从元件的数量与应力、自动均压能力和对调制方法的兼容性3个方面进行展开,结果表明,桥臂串联型全桥拓扑具有最优的综合性能.实验结果验证理论分析的正确性.

四轮独立转向汽车比例方向阀驱动电路设计

介绍了电液比例方向阀在四轮独立转向中的应用 ,阐述了其基本工作原理 ,根据原理进行了控制器的电路设计 ,最后通过试验论证了这种比例阀控制器的优越性和实用性。

用于转台伺服系统大功率开关电源的设计

采用全桥拓扑主电路,运用UC3825脉宽调制控制芯片和集成功率模块,设计了伺服系统的功率开关电源。主开关管采用的集成功率模块自带驱动功率IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)电路,并有输出短路、过流、过热及欠压保护功能;着重给出了控制电路和保护电路的设计,通过实验验证了系统设计的有效性。结果表明,该电源的功率转换效率可达80%;输出电压保持时间长达20ms;其电压调节范围宽和纹波小的特点保证了伺服系统控制的稳定度。各种保护措施的设计提高了整机的可靠性,减少了对电网的干扰。

感应加热技术中交变磁场的实现

为了实现感应加热中的交变磁场,利用基于片上系统和场效应管脉宽调制(PWM)载波方案,描述了硬件电路框图和功率驱动电路,并给出了仿真结果。实验结果表明,该电路能够在线圈内产生频率和幅值均可控的电流,从而产生期望的交变磁场,实现了感应加热。该方法为感应加热技术的进一步发展创造了条件。

电液比例方向阀控制器的电路设计

本文介绍了电液比例方向阀在四轮独立转向中的应用,阐述了其基本工作原理,根据原理进行了控制 器的电路设计,最后通过试验论证了这种比例阀控制器的优越性和实用性。

兼顾稳态效率和暂态升压能力的LLC变换器

针对服务器前端电源等对稳态效率和暂态升压能力具有特殊需求的应用场合,在LLC谐振变换器的整流电路中引入辅助开关网络,得到了一种改进的LLC谐振变换器。在额定输入电压附近,辅助开关网络保持关闭,变换器采用脉冲频率调制(PFM)调节输出电压;而当输入电压跌落时,辅助开关网络采用脉宽调制(PWM)策略,工作状态和Boost变换器类似,使变换器获得了额外的升压调节能力。对改进的LLC变换器的工作过程、电压增益特性进行分析,并给出了参数设计的方法。励磁电感的设计只需考虑稳态工作点的性能需求,与电压增益范围无关,有效减小了传统LLC变换器变压器因励磁电感过小而额外引入的环流损耗。最后通过实验验证了所提方案的可行性和有效性。

重复脉冲占空比对环氧树脂电树生长特性影响研究

宽禁带电力电子器件的应用使电力电子系统不断向高压、高频方向发展,传统硅基电力电子系统绝缘封装技术面临更多挑战,而脉冲参数对环氧树脂绝缘的影响不容忽视。该文研究重复脉冲占空比对环氧树电树枝生长特性的影响。研究发现:占空比增加,电树枝形态由丛林状、稠密枝状向稀疏枝状发展;占空比小于10%时,电树枝长度和宽度均随占空比增大而增加;占空比大于30%时,电树枝长度和宽度均随占空比增大而减小。研究认为,较小占空比有利于针尖至环氧树脂的电子注入和积累,加剧分子链的破坏作用,促使形成更多的电树通道。多个电树通道可能增加针尖附近电场的屏蔽作用,从而抑制电树生长,出现电树生长停滞期。研究结果有望为电力电子系统的绝缘封装设计和绝缘性能提高提供理论和实验基础。

应用于宽输入范围的变模态LLC电路设计

在风力、光伏发电等新能源发电系统中,电压输出范围变化很大,为此提出一种变模态的LLC电路,其拓扑或者控制方式随着输入电压的变化而变化。电路由数字信号处理器DSP进行数字控制,控制简单方便,不需要增加额外的模拟电路。通过分析、仿真和实验验证,与传统LLC相比,变模态LLC在宽输入场合,其频率变换范围小,全范围内效率较高。

多电飞机电机绝缘研究现状和未来挑战

出于可持续发展考虑,近几十年来,飞机正在向电气化发展以减少对机械、液压和气动系统的依赖,进一步提高系统效率与可靠性。但是由于当前技术限制,多电/全电飞机的功率远不及传统飞机,提高飞机推进功率和系统比功率是重点研究问题。更高的系统电压等级和新型宽禁带功率器件都能够改善以上问题,但与此同时也会带来严峻的挑战:高海拔区域高压绝缘设计与低海拔区域有显著差异,高海拔运行将面临低气压、高温和高湿等恶劣环境条件;由宽禁带器件驱动的电机需要耐受更快上升时间和更高频的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)脉冲电压,这会对电机绕组带来更大的冲击。本文总结了多电飞机电机电气绝缘设计相关标准与挑战,考虑了高海拔环境因素与快速PWM脉冲电应力因素对电机绝缘影响,并指出现有标准中的不足和未来研究展望。

无刷直流电动机专用控制集成电路MC33035的应用

介绍无刷直流电机控制专用集成电路MC33035的特点和具体应用。

智能电力操作电源及其控制技术的分析

本文分析了有限双极性的软开关控制策略及其控制机理 ,从理论上解决了全桥功率变换器的传统软开关控制策略存在的软开关受负载限制的缺陷 ,实现了全负载范围的软开关 ,降低了电力操作电源系统的损耗 ,提高了模块的功率密度。