基于栅极限流的SiC MOSFET栅电荷测试方案

SiC MOSFET是一种高性能的电力电子器件,其开通/关断过程中积累/释放的栅电荷Q_(g)对MOSFET的开关速度、功率损耗等参数有重要影响。通常采用在栅极设置恒流源驱动,对时间进行积分的方法来测量Q_(g)。为了降低驱动复杂度,提高测试结果精度和可视性,基于双脉冲测试平台的感性负载回路,改用耗尽型MOSFET限制栅极电流实现恒流充电,对SiC MOSFET进行测试。同时利用反馈电阻将较小的栅极电流信号转换为较大的电压信号。实验结果表明:在误差允许范围(±5%)内该测试方案能较为准确地测得SiC MOSFET的Q_(g),测试结果符合器件规格书曲线。

重频速射电磁发射用混合储能系统控制策略

面向重频快速电磁发射的应用需求,针对其对混合储能系统初级储能向次级储能超高频率充电的难题,提出了一种基于“超级电容-脉冲电容”的新型混合储能系统,与现有“蓄电池-脉冲电容”混合储能相比,该系统具有快速充电和长寿命的优势。首先,在介绍该储能系统基本电路结构和原理的基础上,结合时序串联充电方式推导了其内部能量转移过程的理论模型;然后,基于Matlab仿真平台搭建系统仿真模型,给出了时序串联充电控制策略,以及充电电压和电流波形,并定量分析了回路阻抗对充电波形的影响。仿真结果表明:所提出的基于“超级电容-脉冲电容”的混合储能系统可实现数十发/分的射速,可为重频速射电磁发射的应用提供有效的能源供给方案,且该混合储能系统基于时序串联控制可实现对电磁发射脉冲电源电压的精准控制。

固态开关串联的高压重频脉冲电源

随着脉冲功率技术在生物医疗、食品加工、电磁成形、等离子体研究等领域日益广泛而深入的应用,脉冲发生器的研制面临高压高频化、全固态化等新要求。为了满足这种新要求,设计了一种固态开关串联的高压重频脉冲电源。脉冲电源主要由高频触发电路、主电路以及LCL谐振电路组成:主电路为8级Marx电路串联,MOSFETs作为充放电控制开关;触发电路输出触发信号驱动MOSFETs工作;LCL谐振电路可实现输出电流恒定。电源结构触发同步性好,充电速度快,结构紧凑。对电路的结构设计、电路原理、参数设置进行了详细阐述,并利用Simplorer软件仿真验证高压重频脉冲电源电路的可行性。最后搭建了一台高压重频脉冲电源样机,实验样机参数为脉冲电压0~4 kV,重复频率0~8 kHz可调,脉冲宽度5~12μs可调。

新型软开关高压脉冲电容恒流充电技术分析

介绍了新型软开关脉冲电容充电技术 ,其基本电路采用串联谐振拓扑 ,具备零电流开关、恒流充电、内在短路保护等优点。导出了该基本电路重要参数的计算公式。仿真了一个 1 6k J/ s充电电源的波形。在重复频率较高、负载电容容量偏小时的不利情况下 ,在基本恒流电路的基础上 ,探讨了几种改善充电电压稳定性的途径 。

铅酸蓄电池充电控制策略

铅酸蓄电池以其容量大、寿命长、性价比高、输出电压稳定等优点被广泛应用于各个领域。优良的充电控制策略不仅能缩短充电时间,而且能相对延长蓄电池使用寿命,因此,铅酸蓄电池充电控制策略在其应用过程中占有重要地位,并已取得了长足发展。在现有铅酸蓄电池充电控制策略基础上,对其进行分类和归纳,总结了不同充电控制策略的特点及其应用场合,为铅酸蓄电池充电控制策略研究和工程应用提供参考。

具有V2G功能的电动汽车快速充放电方法

为充分发挥电动汽车的能量双向流动特性,提出一种具有V2G功能的电动汽车快速充放电方法。可逆充放电机主要包括可逆PWM整流器和双向DC/DC变换器。可逆PWM整流器采用前馈解耦的电压电流双闭环控制,并用LCL滤波代替L滤波,在保证相同滤波效果条件下,降低电感值并提高了系统的响应速度;双向DC/DC变换器采用电流闭环控制来有效控制充放电电流维持在恒定值,采用脉冲充电和恒流放电使电动汽车的充放电电流维持在35 A左右,实现快速充放电功能。仿真结果证明了所提方法的正确性和可行性。

高平均功率开关实验平台的研制

为了开展高功率重复频率气体开关研究 ,研制了一个高平均功率开关实验平台 ,并介绍了实验平台各关键部分的设计要点。其工作参数为 :平均功率 10 0 k W,输出电压10 0 k V ,重复频率 0～ 10 Hz,主放电回路峰值电流 85 k A,电荷传递量 0 .6 C/脉冲。充电电源的设计中采用了大功率恒流充电技术 ,具有充电效率高、控制灵活的优点 ;非均匀脉冲形成网络的设计 。

两电极气体火花开关触发系统

两电极开关取消了触发电极,需要靠过压触发,要求触发电压的幅值高,上升前沿快。为了满足两电极大电流气体开关对触发电压的特殊要求,介绍了一种用Marx作触发器的触发系统。该系统由8级Marx发生器构成,由电源开关、隔离变压器、L-C充电电路、采样控制电路、光纤控制电路和触发电路组成。Marx发生器采用了低电感电容器和同轴结构布局,减小了电感,触发电压达到120kV,上升沿小于30ns。对触发系统建立了PSpice电路模拟,仿真波形与实测波形基本一致。将该触发装置用于200kA大电流气体开关试验,试验结果表明该触发装置能稳定触发气体开关,操作安全可靠。

电磁发射用多级混合储能装置充电策略

针对多级混合储能装置这种特殊、新型储能结构必须实现蓄电池到脉冲电容器的快速充电才能充分展现其技术优势的特点,首先在时序串联充电策略基础上提出了一种效率更高的改进充电策略,在蓄电池组数不变的情况下首先并联电池组对电容充电,电压达到一定水平后改变电路结构即将并联电池组转换为串联继续对电容器充电,从而提高充电效率;然后,建立了仿真实验平台,对改进策略和此策略中引入的系数α进行了分析,结果显示:α的不同取值对充电效率与恒流区宽度有较大影响,改进后充电效率提高最多可达40.7%。蓄电池到脉冲电容的新型充电策略极大地提高了充电效率,为混合储能更好地应用于电磁发射奠定了理论基础。

铅酸蓄电池的充电方法与充电工艺

分析了铅酸蓄电池定电压充电、定电流充电及脉冲快速充电的原理及特点;详细阐述了初充电、补充充电、去硫充电、预防硫化过充电、锻炼循环充电和均衡充电的工艺过程及注意事项。认为,在实际工作中,要根据蓄电池的不同状态选用不同的充电方法。汽车发电机对蓄电池的充电及部分工程抢修车上的充电设备采用的是定电压充电;充电工作间的初次充电、补充充电、去硫充电、预防硫化过充电、锻炼循环充电和均衡充电则采用定电流和脉冲快速充电。

大功率高压恒流充电源研制

设计制作了一台大功率高压恒流充电源.该电源采用全桥串联谐振恒流充电拓扑结构,实现了0-30kV范围内输出可调,设计最大平均充电功率5kW.简要分析了电路的工作过程,给出了电路参数设计方法和设计实例,并进行了电路仿真和初步实验研究.实验中,使用该电源对18μF电容实现了30kV,0.1Hz重频充电,充电功率约1.35kW,目前电源已累计充放电万余次,运行稳定可靠.

轻便恒流充电脉冲固体激光器电源

介绍了一种轻便恒流充电脉冲固体激光器电源。采用把恒流充电电路与开关电源电路结合起来设计的方法 ,通过丢弃笨重的工频变压器和利用较高的开关频率降低电感 -电容变换器中的电感量 ,从而使电源的体积和重量减小 。

一种新型直接耦合式静电除尘脉冲电源

研制了一种新型静电除尘脉冲电源。该电源采用脉冲电容器通过开关直接对静电除尘器放电产生脉冲的工作方式，以封闭式循环旋转吹气型场畸变火花间隙为开关元件，以单相Ｔ形Ｌ—Ｃ变换器为恒流充电回路，具有充电速度快、效率高、充分利用充电设备容量、脉冲幅值和重复率易调节、工作稳定、重复率高、寿命长、工作电压高、通流能力强、噪音小等优点。模拟试验中，以接地的１２０ｋΩ水阻为负载，当脉冲回路的放电电容为０．０７７μＦ，开关工作电压为５８．７ｋＶ时，脉冲电源可稳定地工作在４０Ｈｚ。

130MW大功率线型脉冲调制器的设计与研究

为解决国家同步辐射实验室直线微波源末级放大器速调管来源及满足后期升能的需要,研制了6台大功率线型脉冲调制器,作为E3730A速调管的阴极脉冲调制器,该调制器采用恒流充电高压逆变电源为调制器人工线(PFN)充电,输出130MW脉冲功率。对该调制器的设计原理进行了介绍,对其放电电路、放电开关、充电电路的工程实现进行了分析,详细讨论了旁路电路的作用及工程设计,指出采用同轴电缆传输高压充电能量必须采用旁路电路的必要性,最终给出了调制器的研制结果及应用情况。

一种脉冲振荡电路的分析与设计

采用开关元件控制的恒流充放电是产生稳定非正弦振荡波的主要方法。文章利用施密特(Schmitt)触发器为核心的状态延迟及转换元件,并采用恒流充放电技术,配合精确的时序控制,实现了一种高稳定的低功耗矩形波振荡电路。

三相快速恒流充电系统的实现

为了实现在1s内对50kV,32μF高压脉冲电容器组进行快速充电,充电系统采用了三相L-C谐振恒流充电方式。实验结果表明:这种方式能够实现高电压、大容量电容器组的快速充电。同时,给出了设计及调试过程中应该注意的问题。

基于高速电流脉冲前放的数字式电荷积分型能谱仪系统设计

基于电流脉冲前放的数字式电荷积分能谱仪可以对29 Mcps的信号发生器测试信号输入保证99.98%的脉冲通过率.该文设计的数字式电荷积分能谱仪系统连接NaI(Tl)探测器对Cs-137放射源测量,统计其通过率为82.3kcps,662keV射线能量分辨率为7.53%,系统死时间为2.26%.相同条件下,传统数字化能谱仪系统的能量分辨率为7.53%,系统死时间为24.5%.通过实验可知,该文设计的DQDC数字化能谱仪系统相比于传统数字化能谱仪具有更高的脉冲通过率,能量分辨率大致相当.

基于在线分级恒流充电的蓄电池智能管理系统研究

提出了基于在线分级恒流充电的蓄电池智能充放电管理系统方案,将原有的开关电源恒压充电方式改为在线分级定电流恒流脉冲方式充电,该系统方案可以大幅提高维护效率、有效延长蓄电池使用寿命。

大功率全桥串联谐振充电电源理论设计

为了对电容重复频率且高能量转换效率地充电,开展了全桥串联谐振充电电源的理论设计。通过数值解析的方法获得谐振电感、电容、功率器件耐压与通流、电源功率、脉冲变压器伏秒数等参数,通过数值模拟的方法获得脉冲变压器励磁电感参数,以基于Pspice的全电路仿真验证设计参数的合理性。仿真结果表明为了实现对110 nF电容1 kHz重频充电,在初级电压为1.2 kV和谐振参数为33 kHz时,谐振电感、电容应分别为625 nH,37μF,脉冲变压器伏秒数、励磁电感至少分别应为45 mVs、1 mH,功率器件峰值电流约300 A。

高充电效率的恒流太阳能路灯控制器

针对传统太阳能路灯控制器主要存在充电效率低、恒流精度低的问题,提出基于多路脉冲宽度调制（PWM）恒流技术的新型太阳能路灯控制器的设计方案。该控制器采用复合式DC-DC变换器,通过控制多路PWM信号,实现高效地充放电功能。充电过程以改进的扰动观察法实现最大功率点跟踪（MPPT）,提高充电效率;放电过程通过实时检测LED路灯的实际电流,动态调整相应PWM信号的占空比实现高精度恒流驱动LED路灯。实物测试结果表明该控制器能有效地改善充电效率和恒流源精度,充电速度提高了4%~7%,恒流源精度高达2.5%。