基于副边LLC谐振变换器的功率处理单元建模与分析

随着航空航天技术的不断发展,航天器对于霍尔电推进功率处理单元(PPU)的需求不断提高,高增益、大功率以及高效的PPU成为研究的主流方向。LLC拓扑能够在全负载范围内实现软开关,因此在PPU阳极电源中具有广阔的应用前景。原边LLC因其原副边增益特性,给阳极电源高增益变换器的谐振电感设计带来极大的挑战。针对上述问题,提出了一种改进的副边LLC谐振拓扑,在保留原边LLC谐振电路软开关特性的同时,有效解决了谐振电感设计问题,使得PPU阳极电源具备高增益的性能。首先利用时域分析法建立了副边LLC拓扑数学模型,其次在模型的基础上给出其峰值增益的计算方法,最后通过一台样机验证了所建模型的正确性并验证了副边LLC电路的有效性。

新型铁路电源净化装置的典型应用

铁路电力系统是电力系统网络的重要组成部分,正在向着智能电网的方向发展。文章以铁路电力系统的构成为基础,阐述了铁路牵引电力系统和铁路电力供配电系统高效互联装备的应用需求与工程应用情况,介绍了一种铁路净化电源装置,分析了其目前面临的挑战和工程测试情况。结果表明,该装置在铁路电力系统中有较高的实用性。

一种高效率行波管高压电源的设计与实验研究

针对6~18 GHz 50 W超小型微波功率模块,提出了一种半桥LLC谐振多级高压变换电路。通过对半桥LLC谐振变换器设计和基于改进型3型相位补偿器反馈回路的研究,将低压48 V升压为行波管阴极和三级降压收集极所需的4路稳定高压,整体高压效率相对于同功率量级微波功率模块从92%提升至95%。实测电源在输入电压44~52 V范围内最高效率达到95%,最低效率超过92%,电源在空载和满载之间切换时阴极电压输出变化小于1 V。

高效供电系统可靠性与安全性分析

高效供电系统主要用于满足严苛环境下的工作特性和稳定性要求,但由于锂离子电池内部是非稳态的电化学体系,因热滥用、电滥用和机械滥用等异常情况发生可能会产生安全隐患,从而造成严重经济损失和恶劣社会影响。文章提出一种分析验证该系统可靠性与安全性的方法,通过建模分析、热设计仿真验证其可靠性;且经热设计仿真分析满足在高温下长循环情况下的温度稳定性,但水冷板仍有优化空间;采用硬件分析法,分析该系统锂离子电池储能模块在使用过程中可能或实际发生的故障模式,为提高系统使用可靠性、运行安全性等提供依据。

基于LC串联谐振的高压恒流充电电源设计

LC串联谐振式高压恒流充电电源能够实现电容器的高效快速充电,且具有较好的抗负载短路能力,在高重频脉冲功率系统中具有广阔的应用前景。充电电源的效率是决定系统重频运行能力的重要因素,提高效率是目前高压电容器充电电源设计的首要目标。根据LC串联谐振电路的工作原理,分析可知电源工作模式、逆变桥的开关频率以及高频变压器的分布参数是影响LC串联谐振电源效率的主要因素。针对功率为10 kW、输出电压为40 kV的直流电源,计算主电路参数并利用Pspice建立了电路模型验证其准确性,采用软开关技术减小开关损耗,设计了分布参数较小的高频变压器进一步提高效率,并在此基础上完成了电源整体结构设计。最后测试了电源的充电特性,结果表明该电源可将0.1μF电容器在37 ms内充电至39.5 kV,其充电效率为87.1%。

某超高层建筑供配电系统设计探讨

通过大连某工程实例,介绍超高层公共建筑的供配电系统设计,包括负荷分级、供电电源、备用电源配置、变配电所及变压器选择,重点对高区变配电所不同位置及数量的设置方案进行比较分析,最后结合新版变压器能效标准介绍变压器的节能设计。

基于高效率功率跟随的氢燃料电池客车能量管理策略

为了解决氢燃料电池客车动力性不足,燃料消耗过高和氢燃料电池工作效率过低等问题。首先在AVL-Cruise和MATLABSimulink软件搭建氢燃料电池客车整车模型和能量管理控制策略。其次根据CCBC和CHTC-B行驶工况确定整车功率需求,匹配氢燃料电池复合电源并且满足整车动力性要求。然后提出一种高效率功率跟随能量管理策略,根据超级电容当前SOC、整车需求功率等条件来判断氢燃料电池开关状态和限制氢燃料电池输出功率以提高工作效率。将设计高效率功率跟随控制策略在CCBC和CHTC-B行驶工况下对整车经济性和动力性进行仿真。仿真结果表明:在高效率功率跟随能量管理控制策略条件下,氢燃料电池客车在CCBC和CHTC-B工况下氢气消耗量和高效工作区间占比分别为24.45 kg/100 km、54.86%和21.97 kg/100 km、55.46%,最终解决了氢燃料电池工作效率过低的问题。

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。

巴拿马电源在数据中心的应用分析与建议

随着数据中心单机架功耗的逐步提升和大型数据中心能效水平要求越来越高,数据中心传统电源供电方式存在转换环节多、占地大和投资高等缺点,已经无法适应新型数据中心发展要求。在此情况下,巴拿马电源、一体化电力模块凭借简化配电环节和减少电源转换的特性,有效降低了数据中心的电源损耗,适应了绿色数据中心对低损耗和高能效的要求。本文介绍了数据中心各种电源的特点和使用现状,分析了巴拿马电源相比其它电源的应用优势,并提出了未来数据中心的应用建议。

新型大功率高效率空间行波管电源

空间行波管放大器是通信、导航、数传等卫星中重要的功率放大部件。行波管电源是其重要组成部分,在接近50多年的行波管电源研发和制造历史中,行波管电源总体向着高效率、小体积、轻重量、高功率的方向不断发展。提出一种新型大功率高效率空间行波管电源,采用Buck+推挽两级式拓扑结构,低压采用一种新型Buck变换器,通过无损缓冲的方式,实现了Buck变换器各个开关管的软开关;高压采用谐振推挽的拓扑结构,实现了开关管的软开关,使行波管电源效率达到了94%,并在一台500 W的样机中进行了实验验证,使行波管电源的体积、重量和效率指标得到进一步提升,为行放电源的小型化、高效率奠定了坚实的基础。

高效节能通信电源系统在通信机房中的应用

研究高效节能通信电源系统在通信机房中的应用,采用系统性方法,通过优化电源管理策略和电源转换器,旨在提高通信机房电源系统的效率和节能性能,减少能源消耗和运营成本。通过深入分析通信机房电源系统的特点和现有能源利用状况,结合大量的模拟和实验研究,获得了显著结果。与传统电源系统相比,新系统表现出更高的能源利用效率,降低了电力损耗和热量产生,而且在不同负载条件下表现出卓越性能。这项研究的创新之处在于引入先进的电源管理策略和高效的电源转换器,为通信机房的能源管理和环境保护提供了有力支持。

高效率通信电源系统中的功率因数校正策略

随着通信技术的不断发展,通信数字设备对于电力能源的需求量也迅速增加。高效率通信电源正逐渐成为通信技术领域中相关设备的主要供能系统。如果高效率通信电源系统中存在谐波电流,则会降低功率因数,进而影响电源效率。因此,必须要采取相应的策略校正功率因数。对高效率通信电源系统进行了深入探讨,分析了功率因数校正技术,并阐述了功率因数校正技术在高效率通信电源系统中的应用策略。这些策略有助于提高通信电源系统的功率因数和电源效率,从而充分发挥高效率通信电源系统的作用。

静电除尘用高压供电电源特性浅析

为提高除尘效率,针对静电除尘器对供电电源的特殊要求,对其高压供电技术综合分析并讨论了多种高压供电方式、电源运行方式和控制方式的基本原理及对除尘效果的影响,指出脉冲供电方式和微机控制技术是当今静电除尘高压供电技术的主要发展方向和研究热点。

小型高效小功率开关电源的设计

为实现小功率开关电源的小型高效化,设计并制作了基于电流型脉宽集成控制芯片UC3842的隔离单端反激式开关电源。利用MagneticsDesigner软件设计平面变压器,分析了选用MOSFET开关管、输出整流管及电阻/电容/二极管(RCD)箝位元件的依据和方法,并进行了Pspice仿真。试验结果验证了该电源的有效性,满载效率达到88%,体积为40mm×35mm×10mm。

基于LLC谐振的LED驱动电源设计

针对大功率LED路灯照明应用,使用谐振拓扑结构解决驱动电源的效率问题。驱动电路前级采用临界电流模式(BCM)下的升压(Boost)拓扑实现AC/DC变换和PFC功能,后级采用LLC半桥拓扑构建DC/DC恒流源。两级结构能充分利用Boost和LLC的高效率特性,从而使整体效率较高。介绍了电路工作原理和基本结构,详细讨论了主要磁芯元件的设计方法。在此基础上制作了样机,实验结果表明,采用谐振拓扑的两级结构降低了开关损耗,可以高效率的驱动LED路灯。

随钻声波测井仪高效电源设计

为了保障随钻声波测井仪在锂电池供电条件下能够长时间工作,需要采用高效电源设计。根据随钻声波电子系统的供电特点、电池性能和工程应用要求,设计了随钻声波测井仪电源控制电路。随钻声波测井仪采用间歇工作方式,低功耗微处理器根据随钻测量系统的指令控制电源开关,对仪器主电子系统的电源进行控制。仿真和实验结果表明,电源控制电路功耗低、抗干扰能力强、可靠性高,能够满足随钻声波测井仪的工作要求。

DC-DC开关电源模块并联供电系统

为设计一种DC-DC开关电源并联供电系统,采用DC-DC主从模式实现两个开关电源的并联供电,并按比例自动分配电流。设计采用STC12C5A60S2单片机完成A/D采集主从模块及其总电流,再通过D/A控制从模块的电流,以实现主从模块按比例输出电流供给负载。DC-DC主从模块是由开关电源控制芯片SG3525为核心完成PWM产生,BUCK拓扑结构和反馈电路组成。这个系统实现可手动或自动调节电源比例的并联稳压供电,最大输出可达到4 A-8 V直流,效率高达83%。介绍了系统结构、DC-DC主从模块、测量电路、系统供电以及主控机原理,详细介绍系统结构、DC-DC主模块和主控电路。

大面积PCD复合片电火花加工高效节能脉冲电源的研究

本文通过对大面积PCD复合片材料物理特性的分析及电火花放电加工PCD表面放电机理的研究 ,分析了电火花加工大面积PCD复合片时影响加工速度及表面质量的重要因素。提出了用于加工大面积PCD复合片的理想电源模型 ,其特点为 :大能量、高峰值电压、高峰值电流、窄脉冲、等脉冲能量输出。根据理想电源模型开发出一种高效、节能、环保型大面积PCD复合片电火花专用脉冲电源。与普通电火花脉冲电源比较 ,该电源加工效率高、加工表面质量好 ,电能利用率高 。

电除尘器节能与减排的分析研究

分析了(电除尘器)EP净化烟气所需的理论功率消耗以及EP运行时的实际功率消耗,两者相差较大。实际上,EP运行时的高压电能消耗应分为"有效"、"反效"、"无效"与"固有能耗"4部分,有效电能很小,而另外3种能耗所占比例较大。通过技术措施,可以提高有效电能比例,降低另外3种能耗比例。根据怀特有关EP供电理论和EP运行现状以及提效节能型EP高压供电设备的研发成功与推广,我国燃煤电厂EP的供电应由目前的高电流"大功率高能耗"的单一火花整定工作方式转移到高电压低电流的提效节能工作方式的科学轨道上来。