浅谈ATX型微机电源中的自激振荡开关启动电路

介绍了ATX型微机电源中的自激振荡开关电路的相关电路知识,论述了自激间歇振荡器的结构和工作过程,最后阐述了ATX型微机电源中的自激振荡开关启动电路。

基于差模开关振荡的变频电机绕组相端绝缘状态特征提取与解耦

变频电机相端绝缘受脉冲宽度调制高频开关暂态过电压冲击易发生劣化。利用开关振荡谐振效应可望灵敏感知相端绝缘状态的微弱变化,但绝缘状态特征存在多因素高频耦合的问题。为此,该文提出一种基于差模开关振荡的相端绝缘状态特征提取与解耦方法。首先,通过分析变频电机系统开关振荡主导模态,选择高频差模开关振荡作为敏感模态,解耦逆变器功率器件分布电容的影响;然后,通过变分模态分解算法提取多模态开关振荡中的差模频率特征,解耦暂态运行工况下功率器件动态开关时间的影响。最后,利用逆变器侧和电机侧差模开关振荡电流幅值比特征,解耦电缆高频分布参数的影响。在380V/3kW永磁电机变频驱动系统中验证所提方法的有效性,结果表明,所提方法能够灵敏反映电机相端绝缘状态的微弱变化,可以有效解耦逆变器、电缆、运行工况等因素的影响。

基于中性点对地电压高频开关振荡的变频电机绕组内部绝缘在线监测

绝缘状态在线监测是提高变频电机可靠性的有效手段。在高速PWM开关暂态激励下,电机绕组漏感与内部分布电容发生谐振会产生几十至几百k Hz的电压振荡,威胁绕组内部绝缘安全可靠运行。该文利用逆变器自激高频开关振荡在线监测绕组内部绝缘状态。为避免开关振荡多模态混叠并提高状态监测灵敏度,提出一种基于中性点对地电压高频开关振荡的绝缘在线监测方法。首先,分析变频电机共模电压激励特性;然后,研究中性点对地电压高频开关振荡的形成机理与特性,从理论上推导出振荡频率与绕组内部绝缘电容状态之间的关系。设计绕组内部绝缘在线监测方案,包括开关振荡频率提取以及内部绝缘状态评估等。最后,通过热疲劳与老化模拟等实验对该方法的可行性与有效性进行验证。结果表明,该方法能有效监测变频电机内部绕组绝缘状态的微弱变化,具有信噪比高、工况鲁棒等优点。

不同封装结构SiC MOSFET的开关振荡分析

此处分析了不同封装结构碳化硅金属-氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)在开关过程中振荡的产生原因和影响因素。首先建立简化电路模型,准确计算出开关稳态后电压振荡的时域表达式,该电路模型考虑了器件的相关性能参数、器件和电路中的寄生参数。其次通过Matlab软件对模型中的时域表达式进行波形拟合。最后搭建了双脉冲测试平台,实验验证了模型的精确性,也具体量化了不同参数对开关振荡的影响。

变频电机电缆老化下的高频开关振荡特性研究

交流电缆是逆变器电机系统中传输电能的关键部件。针对变频电机系统电缆早期状态劣化特征微弱的问题,通过理论和实验研究了变频电机电缆老化下的高频开关振荡特性。首先,建立了三相四芯电缆的高频等效模型并分析了电缆绝缘劣化对绝缘电容参数的影响。然后,研究了电缆绝缘电容变化对系统差模开关振荡频率和阻尼特征的影响。最后通过加速热老化实验在3 kW感应电机对拖系统中进行了验证,实验结果表明,电缆加速老化后开关振荡频率变化了2.09%、阻尼变化了13.08%、阻尼特征相比于频率特征更加灵敏。该研究可为变频电机电缆早期劣化状态监测提供理论支撑。

一种油介质开关振荡器研究

为了产生较高中心频率宽带高功率微波,对一种填充变压器油作为绝缘介质的1/4波长开关振荡器进行了研究。首先对这种开关振荡器特性阻抗分布进行了分析;然后利用静态电场仿真结果和变压器油击穿实验数据,分析了该振荡器的耐压能力;在此基础上,利用CST软件对其瞬态工作特性进行了仿真,考察了开关间隙击穿位置和间隙电压下降时间对产生阻尼正弦信号的峰值和频率的影响;最后介绍了该振荡器以一种方向系数为3的短螺旋天线作为辐射天线的实验测试结果,结果表明,该开关振荡器充电电压上升时间为15ns时,耐压达到-322kV,产生宽带高功率微波中心频率约360 MHz,3dB带宽约22%,辐射因子170kV。

天线阻抗特性对开关振荡器输出脉冲的影响

以单锥天线和螺旋天线作为开关振荡器辐射天线为例,采用等效电路模型和商业电磁仿真软件,分别对天线末端电压振荡信号和辐射电场脉冲进行了研究。研究结果表明:采用行波天线或者电长度与振荡器一致的振子天线作为辐射天线,都能够产生中心频率与振荡器本征频率一致的电磁脉冲信号;但采用振子天线时,振荡信号持续时间较短(Q值较低),频谱上能量较分散,带宽较宽,而采用行波天线则脉冲持续时间较长(Q值较高),频谱上能量较集中,带宽较窄。

运放有限增益对开关电容振荡器影响的研究

本文分析了运放增益对开关电容支路的影响，并讨论了运放增益与振荡条件的关系。

第二代高频振荡型接近开关动作距离的影响因素及其对策

动作距离是第二代高频振荡型接近开关的主要参数。本文全面系统地分析了各因素对它的影响 。

主绝缘劣化对变频电机宽频开关振荡特性的影响

为研究主绝缘劣化对变频电机开关瞬态宽频振荡特性的影响,建立了计及功率器件开关暂态过程和主绝缘状态的变频调速系统宽频域模型,分析了宽频开关振荡电流的主导模态及其传导路径,探索主绝缘电容变化对开关振荡电流幅频响应特征的作用规律。仿真和实验结果表明:开关振荡电流主要包含高频差模、高频共模和中频共模3个主导模态分量。开关振荡中频共模分量电流可以渗透进电机绕组内部,其幅频响应特征与主绝缘电容参量有关:共模串联谐振频率随主绝缘电容增加而减小,靠近串联谐振点的幅值特征随主绝缘电容增加而增加,从而为变频电机绝缘在线状态监测提供了一种新的思路。

寄生电感对SiC MOSFET开关振荡的影响及其抑制

SiC器件具有高结温、高阻断电压、高热导、低损耗等特点,在电动汽车电机控制器方面具有巨大的应用前景。但由于SiC MOSFET的开关速度更快,在寄生参数的作用下,开关振荡比Si基器件严重很多。本文将研究寄生电感对SiC MOSFET开关振荡的影响,对基于SiC器件的变换电路PCB设计给予一定的指导,并给出了抑制SiC MOSFET开关振荡的建议。

基于差分开关振荡器的宽带电磁脉冲辐射系统

设计了一种差分开关振荡器,能够产生中心频率300 MHz的差分衰减振荡信号,并研制了基于差分开关振荡器和螺旋天线的辐射系统。首先将相同中心频率的差分开关振荡器与单端开关振荡器对比,表明差分开关振荡器的耐压和输出电压是单端开关振荡器的两倍;然后介绍了差分开关振荡器的设计方案,对其阻抗特性和静电场分布进行了分析,仿真了其瞬态工作过程;之后根据差分开关振荡器的输出形式,研制了一种差分注入的螺旋天线,作为系统的辐射天线;最后介绍了该差分型辐射系统在不同辐射距离,不同充气气压下的实验结果,并与单端型辐射系统进行了对比。结果表明,该辐射系统能够产生中心频率300 MHz,百分比带宽约20%的高功率宽带电磁脉冲,最大辐射场强约18 kV/m,有效电势约110 kV,场强与单端型辐射系统相比近似提高了1倍。

开关振荡器特性阻抗选取对输出波形影响

开关振荡器是宽带高功率电磁脉冲的重要产生方式之一,以开关激励同轴振荡器为例,采用理论计算和电磁仿真为主要手段,从传输线特性阻抗与开关振荡器储能、传输线特性阻抗与天线阻抗关系及传输线特性阻抗和开关导通阻抗关系三个方面进行了研究。研究结果表明:传输线阻抗越小,振荡器储能越高;天线阻抗与传输线阻抗比值越大,输出信号品质因数越大,频谱上能量越集中,带宽越小,能量效率随比值增大呈现先增大后减小趋势;传输线特性阻抗很小时,开关阻抗对输出振荡信号影响增大,此时随特性阻抗减小,输出信号中心频率降低,品质因数减小,频谱上能量分散,带宽较宽。

一种基于油介质开关振荡器的紧凑宽带高功率微波源（英文）

紧凑宽带高功率微波源研制过程中,为了提高工作电压,开关振荡器采用变压器油作为绝缘介质。研制了一种具有较小几何尺寸和前向辐射方向图的组合振子天线作为辐射天线。在设计阶段,采用电磁仿真软件对开关振荡器和辐射天线的性能进行了仿真和预测。然后,对该宽带高功率微波源进行了实验研究,并对辐射场进行了测量。结果表明:开关振荡器的工作电压超过300kV,辐射场rE值(距离和辐射电场峰值的乘积)达到125kV;辐射场中心振荡频率为375MHz,3dB带宽为24%。

基于开关振荡的驱动电机匝绝缘故障诊断

绝缘失效会引起电机匝间、相地和对地故障,轻则造成设备停机,重则危害人身安全,产生灾难性的后果。为了在匝绝缘劣化的早期能够对劣化状态进行在线灵敏监测,提出一种基于开关振荡的多频率特征逆变器驱动电机匝绝缘故障诊断的新方法。首先,利用高频电压传感器和高频电流传感器对信号进行提取;然后,判断是否为开关暂态过程,如果是,则提取开关瞬态下的电流幅值峰值,利用带通滤波器对信号进行多频带处理,并计算一个周期下的电流幅值峰值点的平均值,根据结果选出绝缘故障敏感频率;最后,做出不同工况下的开关瞬态下电流峰值点均值图及开关事件下电流幅值的散点图。根据实验结果可知,当绝缘发生劣化,可通过多频率特征下的开关振荡电流信号对匝绝缘进行故障诊断。

一种新型的开关电流振荡器的研究与实现

为实现开关电流振荡器,采用将2个开关电流双线性积分器级联的方法,其中,开关电流双线性积分器由增加了电压反转跟随器电路(FVF)的开关电流存储单元组成。将设计好的开关电流振荡器在Cadence Spectre下仿真,使用SMIC 0.18μm工艺,电源电压为1.8 V,仿真结果表明该振荡器性能良好,频率可调,当开关电流存储单元的时钟采样频率为5 MHz时,仅需8.8μs振荡波形即可达到稳定。实现的开关电流振荡器具有结构简单、起振时间短、精确度高和振荡频率可调的优点。

基于开关电流的连续小波变换实现

提出了一种基于电流模的开关电流技术取代基于电压模的开关电容技术实现连续小波变换的方法.采用并联式复解调方案利用开关电流技术实现连续小波变换.设计实现了开关电流振荡器和开关电流乘法器,Pspice仿真结果证实了其可行性.

一种紧凑型宽带高功率微波源设计与测试研究

设计了一款体积紧凑、工作在特高频波段的宽带高功率微波源,系统利用24 V蓄电池供电,Marx发生器作为驱动源,采用四分之一波长开关振荡器调制产生宽带电磁脉冲,激励高功率微带平板天线辐射,测试结果显示系统工作中心频率为425 MHz,远场辐射场强-距离积峰峰值为91.5 kV@1 m,该微波源体积尺寸为871 mm×370 mm×330 mm,含电池质量小于43 kg,拓展了宽带高功率微波技术在无人机、机器人等平台的应用前景。

SiC MOSFET的Saber建模及其在光伏并网逆变器中的应用和分析

SiC MOSFET高频、高效、高功率密度的特性符合光伏逆变器的发展趋势,但随之而来的开关振荡问题亟待解决。开关频率提升后,由于开关振荡的存在,可能导致高频下的并网电流波形质量下降,因此需要建立精准的模型来为SiC MOSFET在光伏逆变器中的应用提供指导。目前的SiC MOSFET模型大多基于Pspice的仿真环境建立的,不能用于包含复杂的电路拓扑和控制算法的仿真研究。基于Saber环境提出一种可以将SiC MOSFET与光伏逆变器结合的模型,通过双脉冲实验得出SiC MOSFET的器件特性,对SiC MOSFET的静态特性和非线性电容进行建模。最后将模型运用到光伏并网逆变器中,将仿真结果与搭建的光伏并网逆变器实验平台实测结果进行对比,并对SiC光伏并网逆变器在不同开关频率情况下的性能进行分析和研究,验证了模型的准确性和适用性。