RCD缓冲电路参数设计

以Boost变换器电路为例,介绍功率开关管RCD缓冲电路的工作原理。设计电路参数,通过实验验证设计的可行性,可以应用于中小型功率开关电路中。

基于光伏充电的低压混合式断路器设计及仿真

直流断路器是实现直流系统电流故障清除和隔离的关键设备。基于人工过零点的直流断路器熄弧时刻具有不确定性,且换流电容需要更换辅助电源,降低断路器可靠性,增加维护成本。为此,在传统直流断路器基础上,提出了一种基于光伏充电的混合式直流断路器拓扑结构设计方案。该方案在断路器过零点未熄弧时闭锁IGBT开关,加速电弧熄灭,并设计光伏储能供电系统为换流电容预充电能,以保障断路器持续运行。同时对所提断路器的拓扑结构、开断时序、拓扑参数进行了设计,基于MATLAB/Simulink实验平台建立了150 V混合式直流断路器模型,讨论IGBT开关器件闭锁时刻及电阻电容二极管(resistance-capacitance diode,RCD)缓冲电路对断路器开断的影响。在此基础上,通过仿真实验分析了正常和短路工况下断路器开断过程,验证了所提方案的可行性。

RCD型缓冲吸收电路仿真与实验研究

浪涌电压抑制是大功率逆变器设计过程中需要重点考虑的因素,设置缓冲电路是抑制浪涌电压的一种有效方法。首先分析了浪涌电压在IGBT开关过程中的成因,讨论了几种常见的缓冲吸收电路类型,详细分析了RCD限幅钳位型缓冲电路的工作原理,并给出了其参数计算的具体公式。仿真与实验结果表明RCD限幅钳位型缓冲电路可以有效地抑制IGBT开关过程中的浪涌电压,保护IGBT工作在安全工作区。

横向磁通电机控制器驱动及缓冲电路设计

采用MOSFET作为功率器件,设计实现了针对横向磁通电机的功率驱动电路。该电路采用光耦HCPL4504和专用驱动芯片UCC27321,具有外围电路简单可靠的特点;同时,为了抑制MOSFET两端出现的电压尖峰,设计了RCD缓冲电路。详细阐述了横向磁通电机驱动方案的整体结构、驱动电路设计以及关键参数的计算流程。最后,开展了900 W横向磁通电机驱动电路及缓冲电路的实验测试工作,通过试验测试验证所设计的驱动电路及缓冲电路的实用性和有效性。

基于Simulink的IGBT缓冲电路的仿真研究

本文分析了在IGBT开关过程中浪涌电压形成的原因,给出了电路杂散电感的测试方法,结合常用的五种缓冲电路的特点和使用范围进行了比较,对RCD限幅钳位型缓冲电路的工作原理进行了详细分析,推导出了RCD缓冲电路器件参数的计算公式,利用Simulink对RCD限幅钳位型缓冲电路做了仿真,表明了RCD限幅钳位型缓冲电路对IGBT开关过程中产生的浪涌电压可以进行有效抑制。

一种正激加反激通用辅助电源模块的设计与实现

介绍了一种在双管正激变换器拓扑结构上加入反激变换环节的一种通用辅助电源模块,使用两片UC3844芯片进行分别控制。给出了电路的主电路图,在此基础上阐述了此电路的工作原理,并分析计算出了变压器和RCD缓冲电路设计的参数。通过实验分析表明,该装置运行安全可靠。

舰船特殊负载的电流型脉冲电源的设计与验证

[目的]为了突破特殊负载上舰的供电保障性问题,对特殊负载脉冲电源的储能方式和拓扑设计进行研究。[方法]以某特殊负载的电气参数和供电需求为例,采用储能密度较大的电容电感混合储能方式,通过拓扑设计,将传统的电压源型斩波电路改造成电流源型电路,利用电力电子器件和续流回路来控制存储于电感中的能量,从而满足特殊负载脉冲电流快速性的要求。通过电阻电容二极管(R CD)缓冲电路吸收主电路中的漏感,以减小主开关的关断尖峰电压。[结果]仿真和试验的结果一致,表明通过参数设计的电源拓扑可成功输出幅值为1 kA、频率为1~6 kHz、上升/下降时间均在100μs以内、占空比为20%~50%的脉冲电流。[结论]基于电容电感混合储能的电流型脉冲电源,通过合适的参数设计配置,可以解决频率千赫兹级、幅值千安级脉冲电流的供电保障性问题。

基于零电压零电流软开关技术的5kW DC/DC变换器设计

针对现有的零电压软开关DC/DC变换器存在环流损耗大、占空比丢失严重、软开关范围窄和高频二极管寄生振荡严重等问题。设计了一种采用有限双极性PWM控制的零电压零电流软开关变换器,可在宽输入和宽负载范围内实现超前管零电流开通、零电压关断,滞后管零电流开关。采用RCD缓冲电路,有效抑制了高频整流二极管寄生振荡。相对于传统的零电压软开关变换器,具有环流损耗低、占空比丢失少和软开关范围宽等优点。

串联IGBT的一种复合均压方法

针对IGBT串联应用时的集射极电压均衡问题,提出并研究了一种门极平衡核与无源RCD缓冲电路相结合的复合均压方案。分析了门极平衡核的均压原理,借助门极驱动等效电路模型,导出了门极平衡核的参数设计方法。在IGBT门极与发射极之间引入瞬态电压抑制器,有效减缓了平衡核变压器的漏感与IGBT输入电容引发的门极信号振荡幅度,同时有效保护了IGBT门极过电压。建立了复合均压方案的仿真与实验系统,实验结果表明,复合均压方案对由于IGBT特性参数差异和门极驱动信号不同步而引起的IGBT集射极电压不均问题具有显著的平衡效果。

直流高压发生器设计中的四个关键问题

为了解决基于开关电源技术的直流高压发生器研制中的关键问题,分别介绍了系统方案设计、开关管驱动电路、缓冲电路和高频升压变压器设计4个关键技术。系统主要由功率部分和控制部分组成,前者用高频逆变和倍压整流的方案,后者采用MCU和CPLD结合的架构;开关管MOSFET驱动电路用A316J实现;RCD网络实现缓冲电路的设计;多槽排绕的方式绕制高频升压变压器。调试结果表明,开发出120kV、5mA输出的直流高压发生器可满足现场试验要求。

绝缘栅双极晶体管串联关键技术

为实现绝缘栅双极晶体管(IGBT)的多级串联,以电阻/电容/二极管(RCD)缓冲电路为动态均压电路,通过数学分析及PSpice仿真验证,建立了RCD缓冲电路参数选择模型;设计了基于数字信号处理器(DSP)控制、光纤隔离传输,以M57962L为IGBT驱动器的驱动电路及故障反馈电路,能驱动32只串联IGBT并对其进行过流和短路保护,32只IGBT的最大导通时间不超过90ns,短路保护响应时间约为6μs;设计了8路独立输出的50kV隔离的高压隔离电源,实现IGBT串联电路各部分的供电及电隔离。基于以上IGBT串联方法,实现了32只1200VIGBT的串联,串联电路可稳定工作在20kV电压下。

并联H桥DC/DC变换器软开关技术研究

与传统的Buck电路相比,基于H桥并联的DC/DC变换器可以实现电压的双极性输出和故障时的冗余控制,非常适合用于大功率电动机正反转控制的场合。分析了并联H桥型DC/DC变换器的结构组成和双脉宽调制(PWM)模式。为了降低双脉宽调制下H桥型DC/DC变换器的开通和关断损耗,对无源软开关技术进行了分析,重点探讨了RCD缓冲电路和最小应力缓冲电路之间的性能差异,指出最小应力软开关技术可以获得更好的软开关性能,并就将其用于双脉宽调制下的并联H桥DC/DC变换器进行了仿真研究。仿真结果表明:最小应力软开关技术用于双脉宽调制下并联H桥DC/DC变换器时,可以实现开关管的零电压开通和零电流关断。

基于开关串联和延时驱动的高压方波脉冲源研究

在全固态Marx发生器的基础上进行电路拓扑的改进:充电方式采用高压直流充电;多级电容储能合并为一级高压电容储能,减少电路的寄生参数;通过一级半导体串联开关对高压电容输出的直流电压进行斩波形成高压脉冲;增加一组截尾开关,快速释放负载的残存电荷,在脉冲末尾形成快速的下降沿。详细分析了串联半导体开关驱动电路的特点后,设计了串芯磁环隔离驱动电路和共原边延时驱动电路来满足驱动要求。最后在20 kΩ阻性负载上实现10 kV的高压方波脉冲输出。

基于阻尼系数的PEF系统输出方波波形特性影响因素

高压脉冲电场技术是一种新型的非热食品加工处理技术,其对输出脉冲参数有着严格的要求。基于IEEE脉冲变压器等值参数模型,研究了双极性脉冲方波脉冲电场技术（PEF）系统的阻尼系数与脉冲输出方波波形特性的关系,重点考察了负载阻抗、回路寄生参数等对系统阻尼系数的影响。理论和试验研究发现：负载阻抗越小,系统阻尼系数越大,脉冲上升时间越大;回路寄生参数影响系统上升阶段阻尼系数σrsys,输出方波上升时间增大;箝位式RCD缓冲吸收电路改变了系统分布参数能量释放通道,系统下降阶段阻尼系数σfsys减小,输出方波下降时间增大。由此可见,系统阻尼系数对PEF系统输出方波波形特性有着重要的影响,因而对于PEF系统输出方波波形优化,需基于系统阻尼系数综合考虑波形特性影响因素的作用。