基于SS-EWT的IGBT驱动电路早期故障诊断

驱动电路是绝缘栅双极性晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)正常运行的重要保障。本文基于模拟电路早期故障理论,针对以EXB841驱动模块为核心的300 A/1200 V快速型IGBT驱动电路,提出了一种基于尺度空间(Scale Space,SS)改进的经验小波变换(Empirical Wavelet Transform,EWT)和误差反向传播神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)相结合的早期故障诊断方法。首先在分析驱动电路硬件结构及工作原理的基础上,对其驱动功能和短路保护功能的主要元件进行灵敏度分析,分别选取相应的早期故障诊断元件;其次通过故障注入获取检测点输出数据,采用SS-EWT对数据处理后构造早期故障特征向量;最后采用BPNN对特征向量进行训练以实现对早期故障模式的识别。针对短路保护元件部分故障类别难以区分的问题,采用再训练对诊断方法进行优化。仿真结果表明,采用基于SS-EWT的早期故障诊断方法处理驱动功能元件及短路保护元件早期故障时准确率分别能达到91.04%和96.05%。

基于IGBT斩波电路的“母子”式电容充电电源的研究

为了克服传统强脉冲光治疗机中电源系统的不足,采用单片机控制IGBT的开通与关断时间,以实现高速可控的充电过程,设计了基于IGBT斩波电路的"母子"式电容充电电源。结果表明,该电源电路安全可靠,在工作电压150V的情况下,可以实现大于2kW的电功率输出,并且输出能量均匀平稳,可以作为强脉冲光治疗机的电源系统。

IGBT与晶闸管在大功率斩波电路中的性能比较

IGBT是近代新发展起来的全控型功率半导体器件,目前已广泛应用于变频调速、开关电源等电力电子领域。通过对IGBT工作特性的详细分析,总结了IGBT应用中的并联、驱动与隔离等问题,将IGBT与晶闸管应用在大功率斩波电路中的性能进行了详细分析和对比,指出了近期晶闸管在大功率斩波电路中的无可替代性。

IGBT直流斩波电路中功率二极管的影响分析

结合功率二极管特性．对ＩＧＢＴ斩波电路进行了分析，并给出了电路的设计原则。这些原则，对其它器件的斩波电路设计具有一定的参考价值。

升压斩波电路PI和PID调节器的优化设计

利用状态空间平均法分析了升压斩波电路 ,并利用小信号状态空间平均模型对升压斩波电路的PI和PID调节器进行了优化设计 。

IGBT开关斩波整流技术在水电解制氢中的应用

近几年水电解制氢技术日益成熟,我国碱性电解水装置的安装总量已达2000套[1]。以中船718所为代表的国内碱性电解水设备最大产气量可达1000Nm^(3)/h。随着水电解制氢装置产气量的增加,制氢装置对直流电源性能的要求也越来越高。本文提出一种基于IGBT开关斩波的整流技术[2],为大功率水电解制氢装置提供一套稳定度高、可靠性强的整流电源。该电源采用模块化单元,除具有恒流限压功能外,还具有精度高、经济性好的特点,可大大提高制氢设备长期运行的稳定性和可维护性。

新型三电平交流斩波电路的输出频谱结构分析

关于多电平变换器的研究已经有十几年了,但是多电平技术在交流电能变换当中的应用尚不多见。三电平交流斩波电路是一种用于高压电能变换的新型电路拓扑。它允许使用低电压等级的器件完成高压电能变换,并采用较多的电平数去逼近所希望的波形,使输出电压或电流的质量大大提高,谐波含量减少。文中对三电平斩波电路的输出电压频谱进行了一股性的讨论,得到了普适的结论。这一结论同样可分析普通的交流斩波电路的输出频谱结构。通过实验验证了电路的工作原理。

一种基于混合斩波电路的蓄电池组高速能量均衡器的研究

提出一种基于混合斩波电路的蓄电池组高速能量均衡器,这种独特的电路结构使得均衡器性能优异,通过不同的斩波电路能够分别实现电池组充电状态、放电状态和静置状态下的充电能量均衡、放电能量均衡和静置能量均衡。为了提高均衡速度和有效快速地提高电池组的充、放电容量,电池组不同的工作状态采用不同的能量均衡策略,均衡电流连续、可控性强,均衡电路易控、易实现。本文详细分析了该能量均衡器的均衡策略、工作原理,并搭建实验平台对串联的磷酸铁锂电池进行充、放电均衡实验,均衡实验结果证明该能量均衡器的有效性。

直流斩波电路实验装置的研制

介绍开发本实验装置的背景,简述降压斩波电路和升压斩波电路的原理,并叙述实验装置的设计思路和设计结果,最后给出装置的实验结果,表明该实验装置性能可靠,符合本科生实验要求。

一种基于Cuk斩波电路的双向双层桥臂的蓄电池组均衡器的研究

为了快速有效地实现串联锂离子单体电池间的能量均衡,提出了一种基于Cuk斩波电路的双向双层桥臂的蓄电池组均衡器。此均衡器根据电池组的充放电状态采取两种不同的均衡策略:当电池组处于充电状态时,电池组中具有最高荷电状态的单体电池通过Cuk斩波电路被快速均衡放电;当电池组处于放电或静置状态时,电池组中具有最低荷电状态的单体电池通过Cuk斩波电路被快速均衡充电。均衡器拓扑电路原理简单、均衡电流连续、均衡电流可控性强、均衡效率高。最后对此均衡器进行了仿真实验,证明了此方案的可行性。

基于单周期控制的单相交流斩波电路

交流斩波器已广泛应用于工业加热、灯光控制、感应电机软启动以及风扇或水泵的速度控制等领域,常用的控制方法为电压瞬时值PI控制,但该方法存在动态响应差、过零点畸变的缺点。采用单周期控制可解决这一问题。单周期控制是一种非线性控制方式,其特点是动态响应快、跟踪性能好。介绍了一种基于单周期控制的单相交流斩波器,分析了其工作原理及控制方式,并通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。

一种基于Sepic-Zeta混合斩波电路的动力电池组双向高速均衡器研究

本文提出一种基于Sepic-Zeta混合斩波电路的动力电池组双向高速均衡器,该均衡器在电池组3种不同的工作状态下采用不同均衡拓扑电路和均衡控制策略。电池组充电状态下,均衡电路等效为Sepic斩波电路,选择电池组中能量最高的单体电池作为Sepic斩波电路的输入端进行均衡放电,均衡放电电流连续;电池组放电状态下,均衡电路等效为Zeta斩波电路,选择电池组中能量最低的单体电池作为Zeta斩波电路的输出端进行均衡充电,均衡充电电流连续;电池组静置状态下,选择电池组中能量差异性最大的单体电池进行均衡放电或均衡充电,其对应的等效电路为Sepic或Zeta斩波电路。该均衡器拓扑电路原理简单,均衡电路容易实现,均衡能量易控制,均衡电流连续、可控,因此均衡速度快、均衡效率高。最后,搭建锂离子电池实验平台进行电池组3种工作状态下的均衡实验,验证了该方案的可行性。

斩波调光电路的研究

针对相控调光电路的不足，提出了斩彼调光电路，并进行了理论分析和实验研究．

直流斩波电路的Matlab/Simulink仿真研究

电力电子技术是工科院校电气信息类专业学生必修的一门专业基础课程,其理论性和实践性较强,电路和波形图多且复杂,通常仿真技术在电力电子技术领域应用不多。应用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立了Buck电路的仿真模型,在此基础上对Buck电路及Boost-Buck电路进行了较详细的仿真分析。结果表明,仿真波形与常规分析方法得到的结果具有一致性,证实了Matlab软件在电力电子技术教学和研究中具有较好的应用价值。

一种空间用双向直流斩波电路拓扑

针对空间环境应用的限制,提出一种空间用双向直流斩波电路拓扑。将放电变换器和充电变换器结合在一个变换器拓扑中,使得空间用电源系统体积更小、重量更轻以及功率密度更高。对提出的电路拓扑双向工作原理进行详细分析,对其升压过程和降压过程的电路增益进行理论推导。采用电压外环和电流内环的双环控制策略实现电路的升压和降压,完成电源系统的放电和充电过程。搭建计算机仿真模型和物理实验平台进行仿真和实验验证,结果表明提出的拓扑正确可行。

斩波电路电流检测方法

提出了1种基于MOSFET开关管的斩波电路电流检测方法,利用MOSFET导通电流与电压的关系,考虑了温度对MOSFET的导通阻抗的影响,根据MOSFET导通阻抗与温度关系曲线,设计1种具有温度补偿功能的斩波电路MOS-FET导通电流检测方案,取代了传统的电流传感器检测方法。实验结果证明,该检测方法测量精度高,成本较低,具有很高的实用价值。

基于Cuk斩波电路的电池组均衡方法

电池均衡技术可有效减小锂电池组串联使用过程中的不一致性。基于此提出了一种使用Cuk斩波电路作为均衡器的新型均衡拓扑,该均衡拓扑使用双层开关选择均衡单体电池连接到Cuk均衡器,同时该均衡器采用零电压导通技术。均衡方案使用单层均衡器实现模组内部单体之间以及不同模组的单体之间均衡能量的同时转移。该均衡方案具有均衡电流连续且波动较小、均衡能量转移效率高等优点。对12节串联的锂电池组进行了充放电均衡实验以及静置均衡对比试验,实验结果表明,该方案可以有效减小单体电池间的不一致性,提升电池组的整体性能。

使用永磁同步发电机和boost斩波电路的风力发电系统

为了从变化的风中获得最大功率,永磁同步发电机风力发电系统通常采用变速运行方式,因此需要一个三相整流器带一个大容量的电容器和电流控制电压源逆变器.由于整流器的非线性特性,在永磁同步发电机(PMSG)中会引起高密度低频率的谐波电流,结果使电机总的损耗增加.若在风电能量转换系统中使用boost斩波器,可以同时实现最大功率跟踪,输出电压调节和谐波削弱.仿真结果证明提议的系统是可行的.

基于降压式斩波电路的基准恒流源设计

以控制芯片TL494为核心，设计了一款电流调节区间在0～10A的恒流源系统。系统基于降压型斩波电路，主要用于锂电池电源管理系统的放电试验。工作时，TL494电路生成的PWM信号经IR2110电路驱动后，控制场效应管开关，实现降压式主回路的导通、闭合。改变TL494电路的输入电压可调整生成的PWM信号的占空比，从而达到电流可调的目的，而串联在电流主回路中的霍尔电流传感器反馈信到PI调节电路，构成闭环控制，使电流恒定。利用Simulink对系统进行仿真，并根据仿真结果进行试验，实测数据表明，该恒流源可输出稳定度优于0．01、相对误差小于1％的稳定电流。

基于升降压斩波电路的三相DC/AC逆变器研究

为了解决常用的逆变器所带来的问题,我们提出一种新型的带升降压功能的三相DC/AC变换器拓扑,并介绍了其工作原理。借助于PSIM仿真软件,对单相和三相电路进行了仿真研究,提出了由单相组成三相电压输出的构成方法。在列出仿真参数的前提下,给出了负载电压,负载电流以及调制给定电压和逆变器输出电压的仿真结果。仿真结果表明三相DC/AC逆变器可以实现50 kHz高频功率变换下宽输入电压范围工频逆变输出,证明了理论分析的正确性。