应用于远距离微波输能系统的高适应度整流电路

在远距离微波输能系统中,接收天线阵面上功率密度分布通常是不均匀的,这给后端整流电路的设计带来了困难。为了解决该问题,设计了一种基于阻抗压缩网络和负载阻抗匹配电路的高适应度整流电路,具有宽输入功率和宽负载的特点。仿真结果表明,利用阻抗压缩网络将整流电路效率高于50%的输入功率范围由9 dB提高至13.1 dB,在输入功率为27.2 dB m和负载为220Ω时,整流效率最高为73.1%,直流输出电压为9.2 V。在此基础上设计负载阻抗匹配电路,整流电路在100Ω~6800Ω负载范围内可保持65.8%以上的转换效率,大大提高了整流电路的带负载能力。该整流电路可应用于远距离微波输能系统。

330MW汽轮机综合提效关键技术开发及工程应用

针对某电厂CC330MW三缸双排汽汽轮机缸效率偏低、上下缸温差大、汽封漏汽量大等问题,对汽轮机进行通流改造优化,包括应用进汽室-内缸一体化结构、单层中压缸设计、优化汽封型式、高效宽负荷叶片技术等。在满足多参数工业供汽的前提下,提高汽轮机各缸效率,同时机组的宽负荷运行能力和可靠性也得到显著提高。通流改造前后机组热力性能试验结果表明,优化后机组额定负荷及部分负荷工况下,综合能效提高,发电煤耗降低。

350 MW高效超超临界汽轮机技术研究

为应对不断攀升的能源成本和日益严苛的环保政策,进一步提高超超临界汽轮机蒸汽参数,大力开发高效汽轮机组技术,是超超临界汽轮机组发展的重要方向。目前,660 MW高效超超临界汽轮机技术已经有不少研究,但是更低功率的高效超超临界技术还尚未有研究。本文将针对350 MW机组采用高效超超临界技术做一定的研究。

高效宽负荷率超超临界锅炉垂直管圈水冷壁在低质量流速下的传热特性

在压力p=21~29.8 MPa、质量流速G=600~1 100kg/(m^2·s)、热负荷q=330~793kW/m^2工况范围内,对低质量流速优化内螺纹管的传热特性进行了实验研究,并根据实验数据得到了近临界压力区和超临界压力区的传热实验关联式.结果表明:在近临界压力区,亚临界部分的传热特性好于超临界部分的传热特性,质量流速增大能推迟传热恶化,热负荷增大则使传热恶化提前发生,内螺纹管抑制膜态沸腾(DNB)的能力有所减弱;在超临界压力区,压力越低,大比热容区内强化传热作用越显著,在其他条件一定时,超临界水的热物性变化对管内传热的作用由质量流速和热负荷共同决定;质量流速不变,继续增大热负荷,大比热容区内的传热将由强化转变为恶化.

车载充电PWM软开关DC-DC变换器研究综述

作为车载充电机的关键部分,DC-DC变换器直接影响其运行效率,近年来,众多学者围绕PWM软开关DC-DC变换器开展研究并已取得可供借鉴的研究成果,旨在实现DC-DC变换器在整个充电过程中的高效运行。针对车载充电系统,首先指出DC-DC变换器设计要求,并分析传统原边移相控制全桥DC-DC变换器固有的不足,再从主电路拓扑、驱动方式和控制策略三个方面,详述车载充电机中PWM软开关DC-DC变换器研究进展。最后,剖析现有PWM软开关DC-DC变换器技术方案的优势与不足,并指出未来工作方向以实现DC-DC变换器系统效率全面提升。

1000 MW深度调峰机组热力系统优化研究

为提升超超临界火电机组深度调峰能力,解决大容量机组在低负荷时效率下降问题,提出并建设了1000MW高效宽负荷率机组示范工程。该工程对锅炉燃烧器、水冷壁及汽机蒸汽参数等进行了针对性的优化设计,通过协同增设补汽阀、外置式冷却器、零号高压加热器、低温省煤器等设备,实现了机组在较宽负荷范围内依然保持较高效率的目标。热力计算结果表明,示范机组在50%负荷下较现有机组效率提高3%以上,运行灵活性显著增强,取得了明显的经济和社会效益,相关经验对后续同类机组提升灵活性具有示范和参考价值。

高效宽负荷叶型气动性能研究

针对叶片根中顶3个截面不同的安装角,设计了相应的高效宽负荷叶型,并采用数值模拟的方法,分析了叶型对负荷的适应性,重点分析了对攻角和马赫数的适应性。数值计算表明,以变工况性能较好的高效后加载叶型为母型开发的高效宽负荷叶型,可以实现机组变负荷运行时保持较高通流效率的目标,攻角变化范围为±30°、马赫数变化范围为0.2~0.6时叶型损失变化不超过0.5%。

1000MW高效宽负荷率超超临界机组给水温度的优化研究

火电机组低负荷运行已成为常态,如何提高机组低负荷运行的热经济性是行业内的重要研究方向。提高给水温度是提高机组部分负荷时循环热效率的重要手段,对3种不同的提高部分负荷给水温度的调节方式进行计算分析,结果表明,通过对部分负荷给水温度的优化,可降低机组加权热耗约8.3~22.6 k J/k Wh,经济收益明显。

一种具有高负载电流驱动能力的输出可调节稳压电源

提出了一种新的采用全集成片上SC DC-DC变换器实现高负载电流驱动能力的输出可调节稳压电源。它利用两个2-1降压型拓扑的组合来构建成一个4-3降压型拓扑,采用MOS电容作为飞跨电容和负载电容,以最大限度地提高功率密度;采用大范围的脉冲频率调制技术和跨导运算放大器以及饿电流压控振荡器进行调节,来提供高负载电流和高效率;实验结果表明,提出的设计在5 V的输入电压下能提供2.6 V到3.2 V范围的稳压电源输出,在3.2 V的输出电源电压,当提供8 mA负载电流时,可获得75%的峰值效率,在2.5 mW到48 mW的大范围输出功率内,显示出比理想线性稳压器更好的效率;采用的18相并联交织技术使得最坏情况下的输出电压纹波小于负载电压的5.7%;在PVT变化的情况下,负载调节和效率都是鲁棒的。

一种宽负载高效率DC-DC变换器的设计

提出了一种E类逆变器加同步整流的DC-DC变换器设计方案,并针对逆变器侧的E类变换器的传统电路无法工作在宽负载场合的缺陷提出了行之有效的改进拓扑,并通过公式推导、具体设计实例及大量的仿真数据证明了改进的可行性,对类似问题的解决有很高的指导性作用.

适用于高速闪存的超快无片外电容LDO

提出了一种适用于闪存的瞬态增强的无片外电容低压差线性稳压器（LDO）。该LDO采用了具有超低输出阻抗的缓冲器驱动功率管和高能效基准方法,缓冲器采用并联反馈技术降低输出电阻以增强功率管栅端的摆率。高能效基准电路在静态模式输出小基准电流以减少静态功耗,而在工作模式提供大的基准电流以增加闭环带宽和功率管栅端的摆率。设计的LDO应用于采用70 nm闪存工艺制造的、工作电压为2~3.6 V和存储容量为64 M的闪存中。测试结果表明,该LDO输出的调制电压为1.8 V,最大输出电流为40 m A,在没有负载的条件下仅消耗8.5μA的静态电流,在满载电流变化时,用于闪存时仅有20 ns响应时间且最大输出电压变化仅为72 m V,满足高速闪存的要求。

星载双行波管放大器的高效率Buck电路设计

行波管放大器具有可靠性高、输出功率大、宽频带、寿命长、线性度高等诸多优点,在星载大功率部件中扮演着重要角色。为了实现星载行波管放大器的轻量化和高效率,文章设计了一种星载大功率双行波管放大器用电源。通过优化设计Buck电路辅助开关管的工作时序,推导出了时序电路的优化设计公式,选用高饱和磁通密度的磁芯来合理设计辅助电感量,使双行波管放大器电源在整个宽负载范围下均实现了Buck电路的软开关工作,给出了满载下Buck电路的软开关实验波形。实验结果表明该设计可以显著提高双行波管电源中Buck电路的效率,整个负载范围内的效率均高于95%,最高效率达到了97.5%,降低了放大器的电源功耗,提高了双行波管放大器的整机效率和可靠性,降低了载荷的重量。

一种负极性直流高压线性电源设计

本文提出了一种基于光耦反馈调整的负极性高压线性电源解决方案,使用NPN型三极管作为功率调整管的前提下,实现了负1200V直流电压输出。本文对提出的电源方案建立了小信号传递函数模型,在传递函数模型的基础上论证了所提出的电源系统具有稳定性高、噪声低等优点。

轻载高效BUCK转换器的负载自适应控制方案

提出一种适用于电流模式降压型DC-DC转换器的负载自适应方案(LAM).该方案在宽负载范围内具有高效率.采用误差信号与负载自适应的门限做比较,判定转换器工作模式,根据负载电流的大小使开关工作在PWM模式或轻载模式.在轻载模式下,通过循环开启或者关闭振荡器来降低转换器的开关频率,减少开关损耗和静态功耗.对负载自适应阈值,电感峰值电流和负载电流之间的关系进行了分析和推导.采用0.5μm BCD工艺,仿真结果显示在输入电压12V,输出电压3.3V,负载较轻时,转换器进入LAM模式,转换效率大大高于同样负载下的PWM模式,特别是在ILoad=10mA时,PWM模式的转换效率只有45.6%,而LAM模式的转换效率棕80.1%.

一种高电源抑制比LDO

采用0.18μm CMOS工艺,设计了一种低压差线性稳压器(LDO)。分析了传统LDO在重载高频下电源抑制比(PSR)的缺陷,提出一种带有多级缓冲PSR提升结构的LDO。采用创新的PSR增强结构,使得PSR增强效果与其负载电流成弱相关,从而保证LDO在宽负载范围内具有优秀的高频PSR增强效果。仿真结果表明,负载电流为300 mA时,低频下LDO的PSR为-68 dB,频率为10 MHz时LDO的PSR可达-50 dB。

一种基于负载供电的浮动输出LDO电路

线性低压差稳压电路(Low Dropout Regulator,LDO)是一种低功耗、低噪声且高电源抑制比的新一代集成电路稳压器,实现降压功能,得到输出电压VDD给芯片各个模块供电。一般的线性低压差稳压电路是由输入产生一个稳定的电压给系统其它模块供电,满足用户的要求。但是随着集成电路的发展,以及应用的不同,降低功耗和提高转换效率已经成了一个备受关切的问题。因而存在对负载供电方式的线性低压差稳压电路的需求。电源芯片工作中也会遇到很多情况,比如欠压、过压、过温等恶劣情况。这种情况下如果让芯片继续工作会损坏芯片内部结构,降低芯片工作效率。传统LDO电路会停止工作,等到恶劣情况解除重新上电工作。提出的浮动输出LDO电路能够得到浮动的输出电压,既保护了芯片正常工作,也提高了效率。所以基于负载供电的浮动输出LDO电路不仅能够提高电源转换效率,而且在不同模式下都可以让芯片工作得更高效、节能。

高效宽负荷汽轮机通流气动技术研究

文章针对高效宽负荷汽轮机中的通流气动技术进行了研究,包括高中压亚音速叶型设计、低压超音速叶片优化和低压排汽缸气动优化。亚音速叶型设计的主要目的是提高其宽负荷性,对新设叶型进行了叶栅试验和多级透平试验,新设的亚音速叶型不仅能量损失得到了降低,且攻角适应性更好;优化末级动静之间的匹配参数、静叶流型和弯曲规律及动叶型线的扭转规律,并对末级变工况性能进行分析,末级收益达到了预期收益效果;对低压排汽缸汽流的流动机理进行了深入分析,以削弱或消除通道涡为目的对排汽缸进行优化,极大程度改善了排汽缸的性能。

一种宽负载范围低纹波高效率能量收集系统

针对环境能量收集系统输出电压纹波高以及效率随负载变化等缺点,提出了一种在宽负载范围内转换效率高且输出电压纹波低的能量收集系统。该系统基于最优化导通时间(OOT)控制方法对输出纹波进行调控,解决了传统控制方法在小负载电容和轻载情况下纹波较大的问题;此外,基于自适应系统时钟频率(ACF)控制方法改善了传统方法在轻载时效率大幅度下降的问题,实现系统在较宽负载范围内保持较高的效率。采用180 nm CMOS工艺对能量收集系统进行设计验证。仿真结果显示,所设计的能量收集系统在1 mA负载电流范围内峰值效率为89.75%,最低效率为83.75%,其最低效率比同类系统提高了7个百分点以上;在0.2μF负载电容下纹波从177.96 mV下降到23.56 mV。

高效宽负荷率超超临界机组关键技术研发与工程方案

阐述了我国1 000 MW级和600 MW级超超临界机组的运行状况.从机组设计和运行2个方面详细分析了超超临界机组在变负荷条件下效率下降的原因,重点分析了机组负荷对锅炉、汽轮机和主要辅机效率的影响.基于变负荷条件下主辅机效率低的成因,进行高效宽负荷率超超临界机组的关键技术研发.在此基础上提出1 000MW高效宽负荷率超超临界机组工程方案,并进行了该高效宽负荷率机组的对比分析.

1000 MW高效宽负荷率超超临界机组设计点优化研究

为了提高1 000MW超超临界机组在全负荷的经济性,将机组补汽阀开启点降低至850～950MW,同时在原有回热系统的基础上增设0号高压加热器和高压加热器旁路调节系统。机组负荷较低时,投入0号高压加热器;机组负荷较高时,开启补汽阀和采用高压加热器旁路系统。比较了优化后机组的蒸汽参数和经济性,论证了机组的发电能力,并分析了不同负荷分配率时各方案的综合经济性。结果表明:优化后机组在部分负荷下主蒸汽压力提高,热耗率降低;投入0号高压加热器,可进一步提升部分负荷的经济性;开启补汽阀和高压加热器旁路,可以提升机组出力,满足机组发额定出力和最大出力的要求;负荷分配率对机组综合经济性的影响较大,在选择方案时应考虑该因素。