一种适用于介质阻挡放电负载的简易型单极性正向脉冲式供电电源

针对常用的负载谐振型波形连续式的供电电源无法充分发挥介质阻挡放电负载的性能,以及现有脉冲式供电电源拓扑结构比较复杂的不足,提出了一种由1个功率开关管、2个二极管和1个耦合电感构成的单极性正向脉冲式供电电源。通过对该供电电源工作模态的分析得出,该供电电源不仅能为介质阻挡负载提供快速上升的脉冲电压,而且功率器件工作于软开关状态。仿真和实验结果验证了该供电电源的可行性,所提出的单极性正向脉冲式供电电源对现有的介质阻挡放电负载的供电电源的升级改造有一定的借鉴意义。

单极性SPWM逆变器并联环流分析与抑制

单极性正弦脉冲宽度调制SPWM(sinusoidal pulse width modulation)具有开关损耗低、效率高、输出波形良好的优点,然而在逆变器并联系统中,使用单极性SPWM方法可能引发环流,造成系统效率降低、电流波形畸变甚至器件损坏。对比采用4种不同单极性SPWM方法时并联系统的环流产生情况发现,只有双臂斩波单极性SPWM会引发环流,并从控制结构上分析了这一环流产生的原因。此外,针对使用双臂斩波单极性SPWM的情况,提出了一种不需要额外增加硬件成本的控制方法,可以避免在逆变器并联系统中引发环流。通过仿真与实验验证了该方法的可行性与有效性。

单极倍频与单极性调制策略对比及特性分析

以单相全控桥式逆变电路为基础,详细分析了PWM控制技术中单极性调制与单极倍频调制的控制差异。通过开关管的状态分解和输出波形对比,阐释了单极倍频调制方式下的倍频效应。通过面积等效原理得出两种方式下的电压输出表达式,总结其调制关系,并根据双重傅里叶变换得出谐波分布规律和差异。论述过调制状态下波形、调制效果及谐波的影响。最后通过MATLAB/Simulink仿真验证控制策略及理论分析的正确性。

基于AHB总线的单极性倍频SPWM发生器IP核设计

针对电力电子领域对正弦脉冲宽度调制波形的需求,基于西安智多晶微电子生产的SA5Z系列国产FPGA平台,提出一种由Cortex-M3内核通过AHB总线控制的单极性倍频SPWM调制IP核,其内部具有三角波发生器与正弦波发生器,通过数字化自然采样法比较基波与载波生成的SPWM波形,并在波形中插入死区后生成互补波形输出。通过ModelSim软件仿真了IP核内部运行状况,采用示波器观测了实际输出信号。分析、测试表明该IP核效果良好,可以通过配置相关寄存器灵活地输出带有死区、互补输出的单极性倍频SPWM波形,体现出FPGA在电源控制领域的优势。

单极性脉冲磁控溅射MoS_(2)涂层制备及性能研究

为满足ITER屏蔽包层中第一壁连接组件的固体润滑要求,采用单极性脉冲磁控溅射方法,在A286镍基合金基体上制备了不同脉冲偏压及不同占空比下MoS_(2)低摩擦系数涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原位纳米力学测试系统研究涂层的微观组织、形貌及力学性能受工艺参数的影响规律;利用球-盘式摩擦磨损试验机考察涂层在大气环境下的摩擦学性能。结果表明,随偏压的增加,MoS_(2)涂层择优取向发生了(002)向(100)转变,又恢复(002)择优取向的过程,晶粒尺寸呈先增大后减小趋势,不同脉冲偏压下,晶粒尺寸随占空比增加呈现不同的趋势;其中S-2样品具有较好的承载性能及弹性恢复能力,弹性模量为63.45 GPa,硬弹比为0.80;接触赫兹应力为1500 MPa时,该涂层在大气环境下具有最低的平均摩擦系数(0.054)和最低的磨损率[2.11×10^(-5)mm^(3)/(Nm],仅为基体的5.49%。

一种多端口直流变换器的系统生成方法——采用单极性脉冲电源单元

多端口直流变换器(multi-port DC/DC converters,MPC)可应用于新能源供电系统与电动汽车供电系统,它将系统中原有的多个单向和双向直流变换器在电路结构上实现合并,具有结构简单、成本低、控制灵活等优点。对现有的MPC进行分类,指出每种类型变换器的特点。从基本的双向直流变换器中提取出双向单极性脉冲电源单元,提出采用脉冲电源单元和缓冲单元组合的方法构建MPC,给出脉冲电源单元组合规则及其与缓冲单元的级联规则,总结归纳出5种不同类型多端口变换器的生成规则,进而推导出一系列MPC拓扑。

单极性脉冲电流密度对铝合金MAO膜相结构和微结构的影响

利用微弧氧化(MAO)技术在铝合金表面沉积陶瓷膜,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDS)和显微硬度方法,研究了MAO过程中单极性脉冲电流密度与氧化膜力学性能和化学成分的关系.发现在较高电流密度下制备的陶瓷膜中含有较多的α-A l2O3相,而在较低电流密度下制备的陶瓷膜主要由γ-A l2O3相组成.对陶瓷膜截面上不同厚度处的膜层化学成分分析表明,组成氧化膜的主要物质-αA l2O3和-γA l2O3的比例随深度的变化呈现出复杂的变化规律,这一结果与相关的文献报道有所不同.

单极性移相控制电压源高频交流环节AC/AC变换器研究

该文首次提出并深入研究了基于正激Forward变换器 的单极性移相控制电压源高频交流环节AC/AC变换器。这类变换器由输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器、以及输入、输出滤波器构成。输入周波变换器将输入不稳定劣质的交流电压调制成双极性三态的高频交流电压,输出周波变换器将此高频交流电压解调成单极性三态SPWM波,经输出滤波后得到稳定优质的正弦交流电压。通过输入周波变换器右桥臂相对左桥臂的移相,让输出周波变换器功率开关在输入周波变换器输出的高频交流电压为零期间进行换流,并借助输出周波变换器换流重叠和输入电压极性选择,从而实现了变压器漏感能量和输出滤波电感电流的自然换流、输出周波变换器的ZVS开关。详细分析了这类交换器在1个高频开关周期内的12个工作模式及其等效电路,获得了变换器外特性曲线与关键电路参数设计准则。原理试验结果证实了这类交换器新概念,为实现新型电子变压器、正弦交流稳压器和交流调压器奠定了基础。

SPWM逆变电源的单极性控制方式实现

对单相全桥电压型SPWM逆变器的两种单极性控制方式进行了研究 ,并将其中一种方式应用于控制一个单相全桥式电压型SPWM逆变电源。

单相高频链逆变器的解结耦单极性移相调制及其死区优化

单相高频链逆变拓扑由高频变压器、一次侧高频逆变器、二次侧矩阵/周波变换器和输出滤波器构成,既有隔离型功率变换及能量双向流动的优点,也有双向开关换流控制难度高的缺点。针对此拓扑提出一种解结耦单极性移相调制策略,能够无需借助辅助电路与功率管的重叠换流技术,即可实现周波变换器中所有功率管的零电压开关(ZVS)自然换流及滤波电感无过电压冲击自然续流。在此基础上,研究了一种优化死区设置方法,有效地改善了单极性移相调制策略存在的输出电压过零点邻域畸变问题,弥补了死区效应所导致的输入电压利用率低以及输出电压谐波含量大的缺点。理论分析、仿真及实验验证了所提解结耦单极性移相调制策略及优化死区设置方法的可行性和有效性。

单极性弱倍频SPWM逆变器控制技术

单极性倍频正弦脉宽调制（sinusoidal pulse width modulation,SPWM）驱动波半周内的矩形脉冲数为偶数（倍数）。该驱动方法在输出电压波形对应基波电压峰值的部分有一个最小的关断脉冲,当系统高功率因数时,会产生很大的损耗。针对这一问题,考虑取消在输出电压波形对应基波电压峰值处的最小关断脉冲,使驱动波半周内的矩形脉冲数为奇数,形成单极性弱倍频SPWM控制的新方法。根据现有的SPWM控制方法,建立了逆变器仿真模型,分析了单极性弱倍频控制下逆变器输出电压的谐波含量和开关器件的损耗。在理论和仿真分析的基础上搭建了硬件平台,实验验证该方法相比单极性倍频SPWM在保持谐波总含量基本不变的情况下,降低了开关损耗。实验的结果表明在新的控制方式下逆变器效率提升1.6%~2.0%。

单极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器研究

高频脉冲交流环节逆变器电路结构由高频逆变器、高频变压器、周波变换器构成。在不增加电路拓扑复杂性的前提下,如何解决高频脉冲交流环节逆变器固有的电压过冲现象和实现周波变换器的软换流,是这类逆变器的研究重点。单极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器能够将输入直流电压先调制成双极性三态的电压波,然后再解调成单极性SPWM波,经输出滤波后得到正弦电压。周波变换器功率开关是在前极输出的双极性三态的电压波为零期 间进行开关转换,从而实现了ZVS换流。该文深入分析研究了高频脉冲交流环节逆变器稳态原理特性与单极性移相控制策略。采用状态空间平均法建立了逆变器平均模型,获得了输出电压、滤波电感电流、共同导通时间、单极性SPWM波占空比等关键电路参数的设计准则和逆变器的外特性曲线。设计并研制了1kVA 270VDC/115V400HzAC原理样机,试验结果证实了理论分析的正确性。这类逆变器具有电路拓扑简洁、两级功率变换(DC/HFAC/LFAC)、双向功率流、周波变换器实现了ZVS换流、单极性SPWM波、输出电压波形质量高、负载能力强等优点,包括全桥全波式、全桥桥式两种电路,前者适用于低压输出逆变场合,后者适用于高压输出逆变场合。

单极性脉冲电源结合介质阻挡放电降解VOCs

将单极性脉冲高压电源引入介质放电阻挡反应器(螺旋棒式不锈钢电极、石英玻璃介质),分别对氯苯 和甲苯的分解特性进行实验．结果发现,这种放电形式可以高效注入能量,兼有脉冲电晕放电和介质阻挡放电 的特点．高压脉冲电压使电场强度急剧增强,产生瞬间大功率放电和高能粒子,可以实现对VOCs化学键的高效 裂解,从而提高对挥发性有机化合物的降解作用．此外,实验还表明,在相同条件下,氯苯比甲苯难以分解．

单极性SPWM调制方式下逆变器效率对比

全桥逆变器的单极性SPWM调制方式有单臂斩波、带同臂互补的单臂斩波、双臂斩波、带同臂互补的双臂斩波4种方式。通过分析逆变器的损耗组成,对比研究了4种调制方式下逆变器在开关次数、开关软硬动作状态和导通状态方面的异同,理论计算了采用不同调制方式时损耗的变化,分析得到:在小功率状态下加入同臂互补以后,开关损耗不变,导通损耗减少,此时,利用加入同臂互补斩波驱动的逆变器效率更高。最后搭建了实验平台,通过实验结果对比验证了理论分析的正确性。

用压电聚合物构成的单极性声脉冲发生器

本文介绍了用阶跃电压的快速下降沿作用在PVDF压电膜上而产生的单极性声脉冲。实验结果表明,声脉冲的波形和脉冲宽度取决于PVDF压电膜的厚度,阶跃电压的下降沿宽度,以及背衬材料和声传播媒质的形状等多个因素。该声脉冲发生器所产生的压力波脉冲的宽度约为50ns,不仅适用于固体中空间电荷的测量,也可以用于其他方面的应用,例如超声医学诊断,对材料的非破坏性的检测等。文章以该声脉冲发生器在压电压力波中的应用为例进行论述,并且所有测量结果都是通过压电压力波测试系统获得的。

级联型多电平逆变器准单极性控制策略

级联型多电平逆变器采用低压H桥串联实现高压输出,其良好的输出电压与电流波形,使其在中高压变频器中逐渐得到广泛的运用。而对级联多电平逆变器的控制均采用双极性多重载波水平移相控制,需要实时计算多重载波与调制波比较产生的多路PWM波,所以主控制器工作量较大,且容易产生较大的计算误差。提出了"准单极性"多重载波水平移相控制,载波仅为正极性,且有一半周期为零电平,其可大大降低主控制器工作量与减小计算误差,实验结果证明了其较双极性多重载波水平移相控制具有更好的输出电压波形和启动性能,其在级联型多电平逆变器中不失为一种有效的控制方法。

单极性三维电极电解处理含钴废水

采用并联式单极性三维电极电解处理低浓度含钴废水并回收金属钴,比较了二维电极与三维电极的钴离子去除效果,探讨了填充材料、电流、填充比(填充材料与废水的质量比)、废水pH对钴离子去除效果的影响,建立了反应动力学模型,并进行了经济性分析。实验结果表明:三维电极对钴离子的去除效果远优于二维电极;在以网状Ti/RuO2为阳极、不锈钢板为阴极并作为主电极、空心钢球为第三极、极间距5 cm、电解时间60 min、电流为0.6 A、填充比为2.5、不调节废水pH的条件下处理钴离子质量浓度为112.3 mg/L的废水,钴离子去除率可达85.6%、电流效率为68.3%;去除钴离子的电化学反应符合一级反应动力学模型;该方法具有良好的环境与经济效益。

伪随机脉位调制与单极性伪码调相复合体制引信

伪码调相引信抗干扰能力较差,伪随机脉位调制与单极性伪码调相复合引信是伪码复合体制引信发展的一个重要方向,有必要对该体制引信进行研究。首先给出了伪随机脉位调制与单极性伪码调相复合引信的数学模型,得出了相应的模糊函数、绘制了模糊图的中心部分,接着设计了基于FPGA/CPLD的系统实现原理框图,论证了单极性伪码应用及二次混频法抑制多普勒频率两个关键技术的可行性,并简单介绍了数字相关的思想及其实施。研究表明,该体制引信有良好的整体性能和现实的工程应用前景。

单极性偏差控制算法在矿井提升机机械制动系统中的应用

提出一种单极性偏差控制算法,并将其应用到矿井提升机机械制动系统中。该算法可将一个反馈控制系统从无差变为有差,利于提高系统的稳定性,简化系统设计;可在不改变系统结构的基础上,提高系统动态性能。在矿井提升机机械制动系统中,通过改变给定形式即可实现该算法,具有简单、实用等优点。

双向电压源高频逆变器的单极性移相控制策略

对于双向电压源高频逆变器的控制问题,提出了一种新型的单极性移相控制策略,即采用单极性单调制波的控制,高频变压器直流偏磁受到抑制,磁芯利用率高。阐述了全桥全波式高频逆变器主电路拓扑的工作原理,应用该策略可以实现变压器漏感能量和输出滤波电感电流的自然换流,周波变换器功率开关的ZVS工作。详细分析了逆变器在一个高频开关周期内的10个工作模态电路,讨论了关键电路参数的设计原则。进行了MTLAB仿真分析,其结果表明,该控制策略实现了功率双向流动,变换效率高,周波变换器实现了ZVS换流,输出正弦电压波的正负对称性好,且易于工程实现。