轻载工况下基于效率优化的双向无线电能传输系统半桥调制策略

针对基于全桥拓扑的双向双LCC无线充电系统调制策略在轻载工况下功率因数和效率下降严重的问题,该文在不改变全桥结构的基础上,提出一种半桥调制策略。首先对双向双LCC补偿电路进行通态效率建模,并定量分析影响效率的关键变量及其约束条件,从而为调制策略的优化提供理论依据;在此基础上,对所提双边半桥调制策略的工作原理、正导通角优化关系及软开关实现条件进行详细分析,证明该策略在保证开关器件零电压导通的同时,可显著减小外移相角,从而有效提高系统的功率因数和运行效率;最后,搭建3.3 kW的双向无线电能传输系统样机进行对比实验,实验结果表明,所提半桥调制策略在1/4满载及以下的轻载工况下效率最高可达95.6%,且在输出电压宽范围变化时都能够取得明显的优化效果。

基于无源控制的车用双管升压变换器研究

新能源汽车能处于正确的电压级别下安全可靠地运行,DC/DC变换器发挥着重要作用,针对其现有控制方法多为线性控制,难以应对负载与输入电压参数多变的情况的问题;在非线性控制既无源控制的基础上引入了PI阻抗反馈补偿环路的概念,提出了一种PI阻抗补偿无源控制策略。为证明其优越性,与现有方法进行了比较。并针对负载与输入电压参数变化情况进行了模拟仿真,结果表明,该策略在输入电压跌落8 V后,仅产生了2 V的波动;负载突变为初值的一半时,仅用了不到0.01 s便重新抬升至给定电压值。由仿真结果可得,该策略不仅响应速度快、不会产生超调现象,而且在负载和输入电压发生较大变化的情况下,仍能很好的抵御外部干扰并保持输出电压的稳定性和优秀的电压纹波抑制效果,具有良好的鲁棒性。

双波长LD泵浦Nd^(3+)∶YAG免温控被动调Q激光器的研究

传统的固体激光器体积、重量大,功耗高,限制了其在空间受限设备中的应用。被动调Q的LD泵浦免温控固体激光器省去了复杂的温度控制装置,调Q机构简单,能够满足复杂温度环境的特殊应用场景的小型化、低功耗要求。提出了基于双波长LD泵浦实现宽温度范围免温控阈值自适应的1.06μm激光脉冲输出方法。基于Nd∶YAG晶体设计了角锥棱镜谐振腔,仿真分析了LD泵浦源到激光棒的面心距对热负载的影响,并确定4 mm的最佳面心距。数值分析了相同泵浦功率下-40~60℃温度范围内激光静态能量输出变化,以及不同初始透过率的可饱和吸收体对激光阈值脉宽的影响。计算结果表明在-37℃~60℃范围内,阈值脉宽都在200μs以下,阈值脉宽最低点达到了29.4μs。构建主波实时探测的阈值自适应调节装置并搭建实验系统,实验结果表明,在温度范围为-35~60℃时,阈值脉宽变化范围为40~180μs。采用激光腔体一体加工成型,应用轻量化的铝合金材料,实现工程化应用,体积83.5 mm×44 mm×29.5 mm,重量约为230 g。在23.8%初始透过率的饱和吸收体条件下实现单脉冲输出能量42 mJ,脉冲宽度5.2 ns。

一种宽带双极化波束切换微带天线的设计

以海港码头集装箱堆场的远程(无人化)操控系统为应用背景,提出一种控制方法简单和可实现性好的宽带双极化波束切换微带天线系统。该系统整体由微带阵列天线和波束控制电路两部分组成,其中微带阵列天线包含天线阵A和天线阵B两种类型。所涉及的双极化微带天线采用新型双贴片结构,使得天线实现较宽工作带宽的同时保持较高的极化隔离度;同时,通过在底层辐射贴片上开正方形环槽,实现天线的小型化。波束控制电路采用SP6T射频开关芯片,通过合理的电路设计布局,将两组射频开关集成于一块电路板,在保证低损耗、高速的多波束切换的同时减小了电路尺寸。实测结果表明:该天线的带宽达到21.8%(反射系数小于-10 dB),隔离度大于20 dB,在整个工作频段内该天线系统六个波束能够无缝覆盖-90°~90°工作区,增益优于12 dBi,双极化性能良好。

基于北斗短报文的低功耗定位系统的设计

为解决传统定位系统功率损耗大,无法在脱机状态下长时间工作的问题,设计了一款基于硬件低功耗和软件“正常工作-休眠工作”双模式循环的定位系统。在硬件部分,该系统选用低功耗单片机STM32L431控制GPS定位模块CNS35和北斗短报文模块TM0558,并对供电电路实时采集。在软件部分,加入了“休眠工作”模式,实现与“正常工作”模式的循环切换。结果表明:该低功耗定位系统可实现定位误差低于2.5 m、通信成功率≥85%、双SIM卡切换等基本功能;且在单次循环为4 min的前提下,“正常工作2 min-休眠工作2 min”的工作方式将能量损耗降低至“正常工作4 min”方式的64.7%,续航时间延长了11.16 h。

基于电荷泵的倍增/反向双输出电压转换设计与实现

为了解决目前基于电荷泵的开关电容电压转换芯片功能较为单一的问题,基于Dickson经典电荷泵结构,匹配四路双极型晶体管开关同时实现对输入电压的倍增输出以及倍增后的电压反向。四路二极管充作开关来使用,在降低开关器件导通电压的同时简化了开关电路,缩小了电路的尺寸,并降低了电路的功耗。基于国内某工艺线的40 V互补双极型工艺,设计并制作了带正/负两路输出的开关电容电荷泵电压转换器芯片电路。流片测试结果表明:当电源电压为4 V(负载电流为0 mA、+10 mA)、5 V(负载电流为±10 mA)、9 V(负载电流为+10 mA)、10 V(负载电流为-10 mA)以及11 V(空载)时,输出电压均满足设计指标。

BGP MPLS VPN中CE双归属场景下路由优化研究

BGP MPLS VPN网络架构是一种由MP-BGP技术和MPLS技术相结合的新型VPN网络架构。为了提高BGP MPLS VPN网络架构中接入层PE的可靠性,通常部署CE双归属架构,然而该方案在特殊组网下,可能会存在次优路径。详细分析了一种基于CE双归属的特殊组网场景,针对存在的问题部署了OSPF虚连接优化方案,并使用ENSP软件进行模拟仿真,验证该方案的可行性。

高效液相色谱双波长切换法测定石韦配方颗粒中8种有效成分

建立高效液相色谱双波长切换法同时测定石韦配方颗粒中原儿茶酸、咖啡酸、绿原酸、新绿原酸、隐绿原酸、异绿原酸A、异绿原酸B、异绿原酸C 8种成分含量。采用Waters Atlantis T3-C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm),以乙腈-0.1%(体积分数)磷酸溶液作为流动相梯度洗脱,流量为1.0 mL/min,柱温为30℃,检测波长为260 nm和330 nm,进样体积为10μL。8种成分在各自质量浓度范围内与色谱峰面积线性关系良好,相关系数均为0.9999,方法检出限为16.45~89.15μg/L,加标平均回收率为95.76%~99.86%,测定结果的相对标准偏差为0.07%~0.44%(n=6)。该方法操作简单、高效,能同时检测石韦配方颗粒中8种成分的含量,可用于石韦配方颗粒样品中的含量测定及产品质量监控。

无机房消防电梯配电系统设计探讨

梳理现行电气相关规范标准条文对消防电梯的要求,对无机房消防电梯的配电系统设计进行分析并提出解决方案,同时结合实际工程设计案例进行说明。

一种超宽电压增益双LLC谐振变换器及控制方法

为解决传统LLC谐振变换器在宽电压增益应用中所需开关频率范围过宽、总体效率较低等问题,文中提出一种多模式双LLC谐振变换器。该变换器基于半桥、全桥切换以及桥式、倍压整流切换的拓扑重构思路,以增益不同的4种模式实现较窄频率范围内的超宽输出电压,提高变换器效率的同时通过复用开关器件来降低成本。为了实现模式间的平滑过渡,针对所提变换器设计一种脉冲宽度频率调制控制方法,并根据模式切换特性进一步优化,提高模式切换速度。基于SiC开关器件,设计并搭建一台60~450 V输出电压、最大功率为900 W的实验样机,以验证所提拓扑及控制方法的可行性。

移动船舶微波通信关键技术研究

海上石油平台与海上浮式生产储油轮(FloatingProduction&StorageOffloading,FPSO)是海洋石油开发的重要设施。FPSO与海上石油平台之间以及FPSO与陆地之间的微波通信有其特殊性,包括FPSO的浮动性、旋转性、自身大桅和火炬的遮挡等。文章针对这些特殊性重点研究了天线自动跟踪技术、基于地理信息的组网技术、无线电射频优化技术、双链路自动切换技术等,采用这些先进技术集成新型微波系统,并在实际生产环境中测试与应用。

基于碳化硅电源的双芯智能电能表的可靠性测试研究

基于碳化硅电源的双芯智能电能表是新技术在工程领域特别是电力行业的重要尝试。针对其缺少可靠性检测标准的问题,文中根据现有智能电能表运行环境,同时结合碳化硅开关电源和双芯智能电能表特点,通过对电能表各项应力分析,提出了其可靠性检测方案及相应具体方法。提出的检测方案对于确定基于碳化硅开关电源的双芯智能电能表整机的可靠性指标具有十分重要的指导意义,从而实现提升智能电网技术水平,保障电网安全稳定运行的目的。

基于等效励磁电感的SiC串联器件型中压双有源桥变换器的软开关技术

基于SiC串联器件的双有源桥变换器因具有开关损耗小、功率密度高、能量控制简单等优势,有望成为中压变换场景中实现高频隔离的优选方案。为保证SiC串联器件的可靠均压,各器件上并联大容值缓冲电容,然而该设计使变换器在传输功率较低时难以实现零电压开通,严重影响变换器的整体效率和串联器件的可靠运行。该文通过构建SiC串联器件型中压双有源桥变换器多模态运行模型并深入分析其运行特性,提出一种基于等效励磁电感的无源软开关技术。所提技术可通过优化外接传输电感位置的方式实现中压侧等效励磁电感参数调节,从而在无额外控制前提下实现SiC串联器件的软开关范围扩展。最后,设计了4 kV/1 kV实验样机,实现了100 kW下运行。实验结果显示,所提出的软开关技术能显著地扩展变换器中SiC串联器件的软开关范围,在保证SiC串联器件均压稳定性的同时能够大幅降低变换器在轻载运行时的功耗。

基于双有源桥实际模型的软开关特性分析

随着储能技术的日新月异,作为储能系统与新能源系统的连接桥梁,双向DC-DC变换器近年来成为新能源技术的重点研究对象。针对双有源桥双向DC-DC变换器在实际应用中存在的软开关问题,对双有源桥双向DC-DC变换器实际模型进行分析,提出一种移相变频控制控制策略,该策略以开关频率为切入点,分析了开关频率对变换器软开关特性的影响,通过对开关频率的调节满足了变换器的软开关条件。最后设计一台输入280V,输出100V的1kW实验样机验证所提策略的正确性。

基于NSA/SA双模技术的锚点与非锚点精准切换对比

在5G基站的高层覆盖场景中,锚点与非锚点的切换是关键问题。锚点是提供稳定服务的主要基站,非锚点则是附近的辅助基站。通过设计优化算法来实现锚点与非锚点的切换可以提高网络资源利用效率和用户体验,进一步增强网络容量和性能。选择NSA/SA双模共享技术方案,确定5G基站高层覆盖场景部署情况,自行选择单锚点或双锚点共享载波方式。在移动性管理中获取5G基站高层覆盖场景,根据分流形式等特征定义锚点与非锚点的切换容量,以更新路径为前提设计切换流程。实验结果表明,在所提算法下可以保证锚点与非锚点的切换时延,且数据传输的丢包率可以控制在8%以内。

4^(#)TRT低压供电系统母联备自投装置改进

随着钢铁企业的不断发展以及电气自动化普及,低压供电系统需要采取更加稳定、可靠、智能的设计方法,有效减少停电次数和停电时间、造成设备故障及经济损失.为此,改进常规继电器控制方式,使用低压0-400V、DCAP-5030母联监控保护及综合备自投装置,具有非常重要的意义.

基于双不对称LLC半桥的全桥谐振变换器研究

双不对称LLC半桥的全桥谐振变换器是一种采用定频控制的改进型LLC谐振变换器,具有很高的效率.先指出不对称LLC半桥谐振变换器存在的问题,再详细分析双不对称LLC半桥电路的工作原理、工作模态及参数选择,并根据选择的器件参数对变换器模型进行仿真试验.结果表明,该变换器能减小励磁电流叠加的环流损耗、关断损耗和零电压导通的无容性损耗,大大提高变换效率.

基于双主动全桥双向DC/DC变换器的混合单移相调制方案

对双主动全桥DAB(dual active bridge)双向DC/DC变换器的调制方案进行了研究,DAB变换器的主要优势在于具有对称结构、双向潮流能力、宽软开关区域和灵活的控制能力等特点。控制这种拓扑结构最简单的方法是通过控制变换器原副边全桥之间的移相角来控制功率传输的方向和大小。然而在轻载条件下,当变换器的输入或输出电压变化较大时,会产生大量的无功功率,同时部分开关管的零电压开关ZVS(zero voltage switching)操作会丢失而直接导致转换效率变低。因此,为了提高DAB变换器的效率,提出了一种混合单移相调制PSM(phase shift modulation)方案,在保持控制简单的基础上,通过减小电感电流有效值,扩大软开关的范围,提高了变换器的效率。首先,通过让拓展移相EPS(extended phase shift)、双移相DPS(dual phase shift)以及三移相TPS(triple phase shift)调制方案中的可控变量相等,从而形成了4种不同的PSM方案。接着,对这些调制方案进行了稳态特征的比较分析,包括传输功率容量、电感电流水平以及软开关性能等。在此基础上,提出了一种混合PSM方案。最后,通过搭建实验平台验证了所提出调制方案的有效性和正确性。

双馈风电机组双模并网控制策略

当前,我国陆上风电场大多采用双馈机组,虽然其变流器容量小、成本低,但是通常只能在±30%的转差率范围内运行,在低转速下无法正常并网。为了提高低转速工况下双馈风电机组的发电量,文章提出一种双模并网控制方案。其建立了双馈电机定子短接的异步数学模型,以确定最终短接电阻的取值范围;提出了双模柔性切换策略,即在转速较低时机组以异步模式运行,转速升高后机组以常规的双馈模式运行,从而实现低转速也能发电运行。仿真结果表明,低转速下,异步模式相较双馈模式,转子电流畸变率最大可降低55%,功率控制精度也更高(功率波动幅值可控制在3 kW以内);且采用柔性切换策略后,暂态冲击电流减小36%以上,仅150 ms就可达到新稳态,验证了风电机组双模并网控制策略的有效性和可行性。

基于多目标优化的高频DAB变换器混合多重移相控制策略

随着双有源全桥(dual active bridge,DAB)变换器开关频率的提升,半导体器件的开关损耗占比越来越大,基于回流功率、电感电流峰值或有效值的单目标效率优化策略的优势逐渐丧失。为提升DAB变换器的高频工况运行效率,文中对DAB最优模态与优化目标进行定量分析与选择,提出一种可同时实现电感电流有效值准最优、宽范围软开通的移相策略,在该策略下轻重载工况所有开关管均可实现软开通,中载仅有两个开关管丢失软开通。为保证软开通的有效实现,根据电荷交换和死区时长两个条件推导实现软开通所需电流的统一表达式。再者,将软开通谐振过程线性化处理,所得简化表达式可与本文移相模态相结合,可实现任意开关管在任意模态下的软开通。最后,搭建6.6 k W/150 k Hz的碳化硅实验平台进行验证。实验结果表明,所研究的多目标优化策略可同时减小开通损耗与导通损耗,有效提升DAB变换器在高频工况下的运行效率。