基于量子力学的PT对称无铁芯变压器机理提出及研究进展

正如光纤替代铜线成为信息传输媒介,这一变革引领了互联网的出现,改变了世界。无铁芯变压器(coreless transformer,CLT)若能替代有铁芯变压器,必将改变电能的传输技术甚至方式,引发能源领域新的一场技术变革。文中在世界上首次基于量子力学理论的宇称时间对称原理(parity-time symmetry,PT对称)实现了高效、高性能的CLT。文中首先论述CLT的研究现状及基于PT对称原理提出PT对称CLT思想的来源;进而,介绍所提出的SS型和SP型PT对称CLT的机理和工作特性,并与有铁芯变压器进行对比;然后,介绍所推广出的两种广义PT对称CLT;最后,总结PT对称CLT的优势及尚需解决的问题。文中的研究表明,PT对称CLT不仅可以达到有铁芯变压器相同的运行特性,且可以实现单位功率因数运行,有望将在中、小功率的高频电能变换中首先得到应用。

一种基于自由衰减振荡的固定占空比控制的无铁芯变压器

针对基于无铁芯变压器的DC-DC变换器工作频率过高的问题,提出了一种基于自由衰减振荡的无铁芯变压器的DC-DC变换器。首先,建立无激励源的串联型-串联型拓扑电路理论模型,讨论特征根的演化过程,分析系统自由衰减振荡的运动行为。其次,设计基于自由衰减振荡无铁芯变压器的DC-DC变换器。实验结果表明,该变换器的开关频率可明显低于无铁芯变压器的工作频率,且其输出功率与无铁芯变压器的工作频率可被自由衰减振荡系统的特征根所描述。最后,构建一个实验样机,该样机采用固定占空比控制,当无铁芯变压器的工作频率为206 kHz、开关频率为103 kHz和69 kHz时,变换器的最高整机效率为91.2%,变压器效率在任何工况下均高于96%。

基于CLT技术的三电平逆变器板载式驱动电路设计

应用于未来舰船综合电力系统的三电平逆变器IGBT开关器件多、开关状态复杂,对IGBT驱动电路有着较高的要求。本文介绍IGBT驱动领域最新的无磁芯变压器驱动技术和1ED020I12驱动芯片,对比分析该芯片的性能特点,利用其设计驱动电路和故障保护电路。论述驱动板电磁兼容设计原则和方法,完成三电平逆变器板载式驱动板的设计开发。相关试验表明本设计的有效性和实用性。

原副边串联补偿的电压型耦合电能传输系统设计

在分析变压器原副边串联补偿的电压型感应耦合电能传输(inductively coupled power transfer,ICPT)系统的电压传输函数主要参数的基础上,给出一种基于电压传输特性的ICPT系统参数设计方法。基于电路的建模和分析,给出系统的电压增益函数。以一手持式电子设备充电平台的应用为例,讨论系统主要参数变化对电压增益特性的影响,并给出部分参数的取值范围。基于模型参数的分析结果,给出了电压型ICPT系统的参数设计过程。实验结果证明了模型的准确性和所提方法的可行性。

一种新的基于霍尔传感器的电流测量方法

提出了一种新的电力电流测量方法。该方法采用了无集磁铁芯的霍尔传感器,将4个霍尔传感器对称地分布在通流母线的周围,传感器的输出联结到权值加法器上。权值加法器实现了一种均值操作效应,因此加法器实际的输出是4个霍尔传感器输出的平均,该方法降低了外部的磁场干扰。利用传统的电流互感器和按照新方法设计的霍尔电流互感器进行了实验对比,结果表明霍尔电流互感器虽然还不能和达到传统的高精度CT,但是仍能达到0.5~1的精度等级,说明了该方法的可行性。

基于无磁芯变压器的IGBT/MOSFET隔离驱动技术

本文分析了开关电源中大功率器件栅极驱动的必要性和以往运用光电耦合器和脉冲变压器实现MOSFET/IGBT隔离驱动的优缺点,介绍了一种新颖的隔离驱动技术——基于无磁芯变压器的IGBT/MOSFET隔离驱动技术,分析了无磁芯变压器技术的原理及脉冲信号的传输,最后给出了它的一个应用实例。

电路教学中实际变压器的等效电路

本文介绍了采用空心变压器、理想变压器的模型推导出实际变压器的等效电路过程 ,并在教学中应用 。

基于1ED020I12-FA的开关磁阻电动机驱动电路

电动汽车用开关磁阻电动机的功率变换器使用了不对称的半桥结构,采用Infineon的无磁芯变压器隔离的驱动芯片1ED020I12-FA设计了开关磁阻电动机的驱动电路。详细介绍了1ED020I12-FA的基本结构和工作原理,论述了IGBT驱动电路的设计。实验表明,该IGBT驱动电路输出稳定,能很好地开通和关断IGBT,具有良好的可靠性和稳定性。

GaN功率器件栅驱动电路技术综述

第三代宽禁带半导体GaN晶体管具有低导通阻抗、低寄生参数和更快的开关速度,有望取代传统Si MOSFET,成为未来高性能电源系统实现方案。GaN器件的优势在400 V以上高压系统中更为明显,可以实现更高的开关频率和功率密度,显著提高系统的转换效率,特别适合电源模块小型化发展趋势。介绍了200 V以下低压GaN驱动电路的应用和关键技术。分析了从低压系统拓展到400 V以上高压系统时需要作出的优化与改进。详细介绍了高压GaN系统中基于无磁芯变压器耦合隔离的隔离驱动技术和耗尽型GaN负压栅驱动技术。最后,总结了目前高压GaN驱动电路在工业领域的具体应用。

无芯PCB变压器的基本结构及其特性

本文主要介绍无芯印刷电路板变压器的基本概念、结构、特性。并介绍了无芯印刷电路板变压器的等效电路、电压增益、输入阻抗函数 ,同时说明了应用无芯 PCB变压器的可靠性及其优点。无芯变压器消除了磁芯对频率、磁饱和度和磁芯损耗。运用现代化的印刷电路板技术 ,能够精确地控制印刷线圈的参数 ,易于大规模生产。它主要应用于高频的信号和能量转换 ,具有很大的应用潜能。

无芯印刷板变压器电感量的分析与计算

变压器是信号与能量转换、电气绝缘的主要器件 ,本文介绍一种新型变压器“无芯印刷板 (PCB)变压器” ,提出改进PCB变压器的自感与互感的计算方法 .实验证明理论计算和测试结果是一致的 .

1ED020I12-FA在驱动中大功率IGBT中的应用

文章介绍了基于无芯变压器隔离技术的IGBT驱动芯1ED020I12-FA的主要功能及技术参数,设计分析了该款芯片在中大功率IGBT驱动中的典型应用电路,并详尽阐述了该芯片出色的保护功能。

一种变流用空芯脉冲变压器的特性研究

空芯变压器具有功率容量大、结构简单、体积小等特点。本文利用其变流特性,在脉冲功率领域冲击大电流装置中用来减小开关管的电流上升率。本文首先介绍了空芯脉冲变压器的结构与基本原理,然后建立了其变流系统的等效电路,并通过电路仿真对等效电路进行了验证。之后,设计了一台空芯脉冲变压器,并计算了其相应的电路参数。随后,通过实验证明了其在变流系统中对减小开关管电流变化率的作用。此外,讨论了额外的铁芯对于空心脉冲变压器性能的影响。通过上述研究,为变流用空芯脉冲变压器的设计提供了参考。

基于CCVS等效空心变压器的戴维南定理分析

结合空心变压器的电气分析在教学中的特点,分析了空心变压器的基本结构和基本特点,运用电流控制电压源CCVS对之进行了等效变换,然后将空心变压器的输入电路和输出电路看成一端口,运用戴维南定理分别对其输入端口和输出端口等效成一个电压源与一个电阻的串联形式,并进行了详细的讨论.

混合动力汽车的IGBT驱动芯片

混合动力汽车具有燃油经济性高、行驶性能优越的特点。混合动力汽车的发动机需要使用燃油,在起步、加速时,由于有电动马达的辅助,可以降低油耗。混合动力汽车的驱动是其核心,大功率IGBT驱动技术虽然层出不穷,但技术核心在于信号的隔离、信号的传输和抗干扰能力,介绍了一种最新的IGBT驱动芯片及其驱动原理和应用。

U形无铁心永磁直线发电机简化建模方法研究

U形无铁心结构的直线发电机具有惯性小、起动推力小等优点,应用于波浪能发电领域,可以在较小的波浪下起动发电。从发电机角度对该结构的电机磁场进行了建模分析,并建立解析模型和有限元模型。利用诺伊曼边界条件将该模型简化为最小周期,同时针对直线发电机往复运动的特殊模式,提出了一种时步求解过程中的坐标系映射变换方法,将一个恒速周期内的电压或电流波形变换为变速运行状态下的波形。通过对比该模型在解析、有限元方法和实验结果,得出该简化模型有效,且精度可靠的结论。

基于∑-△转换器并集成了电流和温度传感功能的IGBT模块

市场的需求推动了系统集成在功率电子行业中的发展。本文将IGBT模块集成精确的电阻取样(如英飞凌MIPAQ^(TM)系列)与IGBT片上电流检测功能进行比较。同时对通过采用DBC上集成的NTC热敏电阻测量方法和通过IGBT片上集成的温度检测二极管测量方法进行了比较。接下来,在模块内部还采用∑-△转换器和无磁芯变压器技术对取样的信号进行转换和隔离传输。

浅析无芯工频炉内衬剥落开裂的原因

组装车间无芯工频感应炉内衬寿命的长短直接影响到组装车间安全生产的顺利进行与经营任务的完成。通过对近期两次低炉龄炉内衬剥落开裂现象的思索 ,试图找出一条解决剥落开裂问题 。

拓展多种数字隔离器技术在IT与新能源设备中的特征与应用

本文将对基于无磁芯变压器(CT)隔离技术构建的数字隔离器与iCouple脉冲调制变压器隔离器特征与应用作分析说明,由此对其应用前景作说明。

IGBT驱动器的隔离技术分析

文章详细说明了IGBT驱动器中常用隔离技术的基本原理与特点,通过比较给出各自不同的应用领域,指出了在驱动器的隔离设计中需要注意的问题。分析了两种新的驱动隔离方式,并对驱动器隔离技术的发展趋势进行了总结。