宽电流范围高效率电子脱扣器检测系统

断路器是目前电气系统中的常用设备之一,而电子脱扣器是很多形式的断路器中最重要的核心部件。本文简要介绍了宽电流范围的高效率电子脱扣器检测系统的技术要求,给出了基于虚拟仪器技术的脱扣器检测系统的设计方案,并分析了几个关键技术难点和解决方法。

宽电流范围电能表的计量电路设计

针对电网中广泛存在的冲击性负荷的准确计量是研究的热点,在仔细研究了该类负荷对计量电路的特殊要求后,提出了一种宽电流范围的计量方案。该计量方案采用了宽量程高精度电流互感器、可编程增益放大器、24位A/D转换器、DSP芯片。经过全面的精度测试,电磁兼容测试与环境试验,表明该设计方案能达到0.2S级电能表的各项准确度要求与可靠性要求。利用功率电能标准源6100A作为参考进行谐波测试,试验结果表明该电能表在谐波输入条件下具有很好的精度。

一种应用于MCU的宽电流范围全集成LDO设计

设计了一款应用于MCU的宽电流范围全集成LDO,可以满足MCU在不同工作模式下对电源的需求。芯片采用UMC公司的0.11μm CMOS工艺设计,版图面积为0.102mm2。仿真结果表明,在低功耗模式下,LDO的静态功耗只有0.505μA;正常工作模式下,最大负载电流可以到100mA,且具有很好的瞬态响应。

基于自适应功率输出控制的电流互感器取能电源设计方法

电流互感器取能电源在母线大电流时存在发热问题,影响电源的使用寿命。为此,文中提出了一种基于自适应功率输出控制的电流互感器取能电源设计方法。在分析电流互感器取电原理的基础上建立了电流互感器取能线圈的负载等效模型,推导了线圈的输出功率与母线电流的关系。通过控制双向晶闸管的通断达到控制取能线圈功率输出的目的,保证了电源在大电流时不发热。给出了该自适应功率输出控制电路的实现形式,通过建立其等效模型,推导了导通角与母线电流的关系。试验表明,依据所提设计方法制作的电源样机可在宽电流范围内工作在低热耗状态,验证了所提方法的可行性。

基于辅助磁芯阻抗自适应调整的输电线路在线稳定取能方法

针对输电线路电流大范围波动导致在线取能装置能量溢出的问题,为保障取能需求提出了一种基于辅助磁芯阻抗自适应调整的输电线路在线稳定取能方法。通过增添辅助磁芯,构建取能支路和信号支路的多磁路模型来达到稳定取能的目的。基于母线电流、取能支路线圈电流和信号支路线圈电流之间的联系,在Matlab/Simulink仿真和试验平台上搭建了相应的取能模型。分别在不同电流、有无辅助磁芯两种工况下探究取能支路的运行效果,同时对成本、控制复杂度及可靠性进行分析。最后的仿真和试验结果表明,输电线路电流由30 A上升至100 A,取能负载输出电压仍能维持在稳定范围内,在无须额外供电模块的条件下也能保障取能负载输出电压,满足在线监测装置的供电需求。

基于PWM自适应稳压电流互感器的取能电源设计方法

针对输电线路电流大范围波动导致在线取能装置能量溢出的问题,在常规PWM稳压控制基础上设计了一种当母线电流变化时自适应稳定输出取能负载电压的在线取能装置。在分析电流互感器取能原理的基础上建立取能负载模型,推导出负载两端电压与输电线路母线电流之间的关系。通过在负载前引入开关管和滤波电路,在不考虑开光发热和死区时间的基础上由PWM脉冲信号控制导通与关断,解决电流过大时能量的溢出问题。给出了稳压电路的实现形式,建立了整个装置的等效模型。通过构建Matlab/Simulink仿真实验平台,证明了该方法能够在母线电流变换的条件下达到自适应调节取能负载两端电压的效果,有效地改善取能装置在宽范围输入电流下的发热状况。

基于自适应限流电流互感器取能电源设计方法

针对输电线路电流大小大范围波动导致在线取能装置能量溢出的问题,通过在电流互感器直流侧增添泄能电路,利用泄能电路的电流值对取能负载进行限流。首先在分析电流互感器取能原理的基础上建立取能负载模型,推导出负载电压与电流互感器母线电流的关系。通过引入开关电路,由脉冲信号与电流比较器结合产生的信号控制晶体管的导通与关断,从而解决电流过大时能量溢出的问题,给出了稳压电路的实现形式,建立整个装置的等效模型。同时建造试验平台,证明了该方法能够在母线电流变换的条件下达到自动调节取能负载电压的效果,从而有效地改善取能装置在大输入电流下的能量溢出状况,可见所提方法的可行性。

基于波长锁定泵浦单振荡级千瓦光纤激光器

采用976 nm锁波长激光二极管(LD)双向泵浦掺Yb全光纤激光器,单谐振腔输出1.2 k W近单模激光,总光光转换效率为70.8%,光束质量M_x^2≈1.03,M_y^2≈1.55,实验验证在千瓦功率量级内,正、反泵浦相互影响不明显。光纤激光器从阈值电流到最大电流范围内,输出功率随泵浦功率曲线基本线性,在1 k W功率下做8小时稳定性测试,稳定度在2%以下。激光器可在宽温度范围内工作,温度循环试验表明,输出功率随温度变化具有较好的一致性。

节流孔板位置对空心阴极特性的影响研究

为满足全电推进系统的宽放电电流范围需求,开展了节流孔板内移研究。将传统结构空心阴极的一部分发射体转移到节流孔板下游,即节流孔板夹放在两段发射体之间。对比测试发现,新结构阴极的阳极电压大约降低4V,空心阴极的内压提升约50%,供气管外壁最大温差由原来的94℃下降到25℃,阳极电压振荡小于8V。进一步,利用光谱诊断系统,对阴极羽流区进行了研究。通过对羽流区等离子体固定位置进行全谱(400nm^1000nm)扫描,发现节流孔板内移之后,阴极羽流区新出现了波长为529nm和542nm的光线。利用Kura相机拍摄的羽流区二维等离子体分布图像显示,当放电电流为4A时,阴极羽流区的Xe和Xe+的密度低于传统结构空心阴极。宏观特性测试结果显示节流孔板内置式阴极可以在更宽的电流范围内维持点模式工作。可用于需要宽放电电流范围的全电推进系统以及需要低阴极供气流量、高比冲的小型电推进平台。