音響技術發展到今天,音頻功率放大器得到了極大的發展。而一個好的功放必須有一個好的能量來源。一般來說功放電源的成本占功放成本的一半左右,可見電源在功放中的重要性。 本文提出了一種功放電源設計方案,并進行了一些理論上的分析,仿真研究和實驗調試,具體包括以下幾個方面: 對前級的APFC(有源功率因數校正)部分提出一種基于單周控制(OCC)原理的新技術,對此電路的理論進行詳細的分析。對電路的元件以及儲能電感等都進行了計算,并進行了仿真實驗最后完成電路設計與調試。 針對功放電源對瞬態響應,頻率響應,負載調整率以及電源調整率的高條件要求,本文提出利用LLC諧振變換器技術滿足該功放實現大功率設計需要的目的,由于將主電路的工作頻率取到100KHZ以上,這樣的設計也將反應時間提高到微秒級別,電源變化的噪聲將不會出現音頻輸出;并且LLC諧振變換器軟開關電源技術也大大地提高了電源效率。仿真和實驗結果表明,LLC諧振變換器能滿足功放電源的要求。
上傳時間: 2013-04-24
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電機直接啟動時產生幾倍于額定電流的沖擊電流,不僅對電網造成不良影響,而且嚴重的影響電機的使用壽命。為了改善電機的啟動特性,在電機領域采用由晶閘管控制的電機軟啟動器,基于電機軟啟動器的優良特性,本文提出了一種基于高速數字處理器TMS320LF2407A的高性能的異步電動機軟起動器。 異步電機在輕載運行時,功率損耗增大,功率因數和效率都大大降低,造成了大量電能的浪費。本文從理論上分析了影響損耗的各種因素,提出了降壓節能方案,然后進行了相關實驗驗證方案效果。 本文利用MATLAB搭建了軟起動器系統的仿真模型,對軟起動的控制方式進行了仿真研究。仿真結果表明該軟起動器系統可以有效地減小異步電動機起動時對電網的沖擊。本文同時也闡述了晶閘管調壓電路及軟起動器主電路的工作原理、軟起動器的硬件結構和功能以及軟件設計。 利用TMS320LF2407A和89S52組成的雙CPU系統,研制了性能優良、操作簡易、界面清晰的三相異步電動機軟啟動器,本文給出了系統的硬件結構、軟件設計思想和相關的實驗曲線。實驗證明,系統具有良好的控制特性。
上傳時間: 2013-06-24
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本論文主要對燃料電池用DC/AC變換器的主電路拓撲、脈寬調制(PWM)方式、控制系統硬件電路、控制策略以及電磁兼容(EMC)問題進行了研究。考慮到燃料電池(Fuel Cell)的特性和DC/AC變換器的應用場合,本文主要對單相DC/AC變換器做了研究。 首先,針對單相DC/AC變換器,分析了它們的主電路拓撲結構、工作原理以及脈寬調制方式。 其次,完成了DSP控制系統的軟硬件設計。DC/AC變換器的控制系統硬件電路,主要包括DSP最小系統、電源系統、信號檢測與調理電路、CAN通信以及SCI串口通信電路等。變換器控制策略則采用電壓環控制,瞬時值電壓以及有效值電壓控制都采用PI調節,并且闡述了如何通過DSP實現PWM脈沖。 另外本文還研究了DC/AC變換器控制電路板的電磁兼容(EMC)問題。針對一些電磁干擾(EMI)問題,提出了相應的抑制措施。主要研究了開關電源EMI濾波器的設計方法。 最后,經過相關試驗,給出了結論,也提出了今后需要進一步研究的方向。
上傳時間: 2013-05-17
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本文對燃料電池車用DC/DC變換器的基本原理以及控制策略進行了較為詳盡的分析和討論,對基于ARM的DC/DC變換器控制系統的軟硬件設計作了較為詳盡的論述,對控制系統的電磁兼容作了詳細的研究并給出了提高電磁兼容能力的措施。本文介紹了本課題研究的背景,燃料電池電動汽車的特性和研究的目的與意義并分析了大功率DC/DC變換器主電路的拓撲結構、工作原理和電磁兼容環境。在此基礎上,從控制電路的最小系統、檢測系統、脈沖發生系統以及驅動電路、CAN通訊電路等方面重點討論了DC/DC變換器控制系統的硬件設計以及驅動電路的設計。本文在DC/DC變換器電感電流連續狀態空間小信號數學模型的基礎上,應用MATLAB軟件對大功率DC/DC變換器單環控制系統進行了建模和仿真分析,給出了具有實際指導意義的結論,設計了基于ARM控制系統的軟件結構并編寫了相應的軟件代碼。此外,本文從硬件和軟件兩個方面重點討論了控制系統的電磁兼容以及抗干擾措施。在系統硬件和軟件基礎上進行了功率試驗并給出了試驗結果以及今后改進的方向。
上傳時間: 2013-05-28
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MSP430寄存器(精)
上傳時間: 2013-06-14
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本論文主要針對燃料電池電動轎車FCEV(Fuel Cell Electrical Vehicle)用DC/DC變換器主電路拓撲結構及電磁干擾產生與抑制問題進行研究.針對燃料電池偏軟的輸出特性和電動汽車對DC/DC變換器的體積小、重量輕和效率高的要求,本論文分析比較了帶變壓器的隔離式直流變換器和非隔離式直流變換器的主要優點和缺點,指出隔離式變換電路不適合于FCEV用DC/DC變換器主電路,非隔離式降壓(Buck)電路是最佳的主電路方案.在此基礎上,分析了非隔離式降壓(Buck)電路的工作原理和特點,運用模擬仿真軟件PSPICE仿真分析了Buck主電路參數,并在分析比較了各種磁性材料特性的基礎上對電感器進行了優化設計.本論文深入討論了DC/DC變換器中構成電磁干擾的三個主要因素:電磁干擾源、傳播途徑和敏感設備.分析了DC/DC變換器主電路中存在的主要干擾源及干擾產生的機理以及干擾傳播途徑,在此基礎上,重點討論了抑制各種干擾的方法及措施(包括傳導干擾抑制與輻射干擾抑制等),并給出了具體方案.本論文還從電磁兼容(EMC)測試的目的、組成等方面出發,對整個EMC測試進行了詳細的分析,提出了基于汽車電子EMC測試標準的DC/DC變換器EMC測試大綱,并對其中的試驗項目、試驗儀器、試驗場地、試驗設置、所應達到的等級進行了詳細的分析和介紹.
上傳時間: 2013-08-03
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v無刷直流電動機具有結構簡單、可靠性高、維護方便、運行效率高和調速性能好等優點,隨著微處理器技術、電力電子技術、控制理論,以及低成本、高磁能積永磁材料的發展,得到越來越廣泛的應用。無刷直流電動機采用無位置傳感器控制,電動機結構更加簡單,應用范圍擴大,相對于有位置傳感器控制優勢明顯。本論文圍繞無刷直流電動機的無位置傳感器控制進行較為系統和深入的研究。 首先,論文從基本電磁定律出發,在分析無刷直流電動機結構和工作原理的基礎上,建立了無刷直流電動機的數學模型,為分析無刷直流電動機無位置傳感器控制奠定基礎。 其次,根據無刷直流電動機反電勢過零檢測原理,對反電勢過零檢測法的各種實現方法進行研究,比較各種實現方法的優缺點,指出它們的適用范圍。在此基礎上,給出帶通濾波法及其簡化電路形式,提出使用帶通濾波器獲取反電勢三次諧波的方法。論文將直流電源負端電壓作為帶通濾波法和帶通濾波三次諧波法的參考電平。 論文對無刷直流電動機無位置傳感器控制中的關鍵問題-起動方法進行研究,在詳細分析“三段式”起動方法的實現過程的基礎上,給出了從外同步到自同步平穩切換的條件。論文在研究無刷直流電動機無位置傳感器控制換相方法的基礎上,提出了一種新的換相方法,提高了電動機運行平穩性和系統穩定性。在帶通濾波三次諧波法中使用該換相方法,無需對三次諧波積分即可得到換相時刻。 濾波器是反電勢法中反電勢過零檢測電路的重要組成部分。論文在分析無刷直流電動機端電壓信號特點的基礎上,給出濾波電路的技術要求,根據濾波器基本設計原理,分別對一階RC無源帶通濾波器和二階RC有源低通濾波器進行電路設計和參數計算,并通過實驗驗證理論分析和仿真結果。這些為通過檢測反電勢過零點獲得可靠的換相信號創造了條件。 論文還分析了無刷直流電動機無位置傳感器控制中產生轉子位置檢測誤差的原因,提出了相應的校正方法。通過分析無刷直流電動機的換相過程,建立了換相狀態的等效電路和數學模型,研究了轉子位置誤差引起的電動機超前、滯后換相現象,及其由此產生的非導通相環流,在理論分析的基礎上,進行了仿真計算,并與實驗結果對照分析。 功率器件的功率損耗分析在逆變器設計和提高控制系統的可靠性方面具有重要作用。論文構建了由IGBT組成的簡化逆變器模型,并進行仿真研究。針對不同的開關頻率和柵極電阻,定量計算了IGBT開關過程中各階段的功率損耗,給出了變化規律,對逆變器的設計具有重要的指導意義。最后,論文研制了基于反電勢過零檢測法的無位置傳感器無刷直流電動機控制系統,控制系統由硬件和控制軟件兩部分組成。硬件部分包括主電源整流濾波電路、控制電源電路、反電勢過零檢測電路、驅動和逆變電路以及保護電路等,控制軟件包括電動機起動模塊(包括定位、加速、切換)、電動機運行控制模塊(包括過零檢測及校正、換相)和各保護功能模塊。對系統進行了調試,并對論文中所分析和提出的各種方法進行了相關的實驗研究,給出了實驗結果。
上傳時間: 2013-06-06
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隔離升壓DC-DC變換器在電動汽車、儲能系統、可再生能源發電以及超導儲能系統等領域有廣闊的應用前景。本文以隔離升壓全橋變換器(Isolated Boost Full Bridge Converter,簡稱IBFBC)為研究對象,針對隔離升壓型變換器的拓撲結構、起動問題、隔離變壓器漏感問題、軟開關問題和輸入電感磁復位問題等進行了系統深入的研究,解決了這一類拓撲所共有技術問題。 提出了隔離升壓DC-DC變換器拓撲族,分析比較了各種拓撲的特點,確定了以IBFBC為研究對象。對IBFBC進行了詳細的穩態分析和小信號建模分析,為其分析、設計和搭建實驗平臺提供了電路理論基礎。 理論上分析了IBFBC起動時存在電流沖擊的原因。提出了二種數字化軟起動方案,該方案對主電路進行了改造,利用DSP能靈活產生PWM波的特點采用了新的控制策略,成功實現了該系統的軟起動。 理論上分析了IBFBC隔離變壓器漏感引起功率開關管關斷電壓尖峰的原因,采用了有源箝位的方法,有效的解決電壓尖峰問題。提出了帶有源箝位IBFBC的九種PWM控制策略,提出了一種控制型軟PWM方法,在不增加主電路元器件的基礎上,通過控制PWM的發生方法,實現了有源箝位功率開關管和橋臂功率開關管的零電壓開通。 從理論上分析了IBFBC輸入電感磁復位問題。在正常停機時提出了一種數字化軟停止的方法,控制變換器由Boost工作狀態逐漸過渡到Buck工作狀態,讓輸入電感存儲的能量逐漸釋放掉,最后停止工作。對于故障保護停機,采用了繞組磁復位的方法,把輸入電感設計成反激式變換器形式,突然停機時,電感中存儲的能量通過反激式繞組釋放到輸出端,這樣保護了變換器不會損壞。 給出了主電路關鍵器件參數的設計方法,設計了以DSP-TMS320F2407為核心的數字控制單元,編寫了DSP控制程序和CPLD邏輯處理程序。研制了一臺輸出功率5KW,輸入電壓直流24V,輸出電壓直流300V的IBFBC,通過全面的性能實驗驗證了理論分析和仿真結果。 本文立足于IBFBC的關鍵技術要求,并充分考慮工程應用中的實際因素,進行了理論分析和實驗研究,為實際系統方案設計提供理論依據,并已經在實際應用中得到驗證。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著汽車工業的迅速發展,環境污染、全球變暖、能源短缺的壓力使傳統的內燃機汽車面臨前所未有的挑戰,燃料電池電動汽車已成為汽車工業新的熱點。由于燃料電池輸出特性的特殊性,輸出端必須連接DC/DC變換器,使之與驅動器配合。因此,DC/DC變換器是燃料電池電動汽車的關鍵零部件之一。 本論文主要對燃料電池電動轎車FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)用DC/DC變換器的主電路拓撲結構、參數設計及電磁兼容(EMC)問題進行了研究。重點針對升降壓和雙向DC/DC變換器進行分析研究。 首先介紹分析了幾種傳統升降壓直流變換器的工作原理和優缺點。針對燃料電池的特性和電動汽車對升降壓DC/DC變換器的性能指標要求,分析比較了非隔離式直流變換器的一些優點和缺點,提出了Buck-Boost級聯的升降壓主電路方案并提出相關的控制策略。然后運用模擬仿真軟件MATLAB仿真分析了控制策略的正確性。 其次分析研究了雙向DC/DC變換器的應用與設計,綜合比較現有的各種隔離與非隔離方案,結合車用要求,選擇了非隔離式的Buck-Boost拓撲。針對其工作原理、特點進行了雙向DC/DC變換器主電路與控制電路的設計研究,重點研究其過渡過程的控制策略。在利用MATLAB進行各種過渡過程的仿真分析的基礎上,選取了最佳的過渡控制方案。并利用該控制策略編制DSP控制程序,制作了小功率1kW數字控制雙向DC/DC變換器。 最后深入討論了DC/DC變換器中的電磁兼容問題。分析了DC/DC變換器主電路中存在的主要干擾源、干擾產生的機理以及干擾傳播途徑,然后以此出發,重點討論了各種抑制電磁騷擾(EMI)和電磁抗干擾(EMS)的方法及措施,給出具體方案。
上傳時間: 2013-05-24
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電子式互感器與傳統電磁式互感器相比,在帶寬、絕緣和成本等方面具有優勢,因而代表了高電壓等級電力系統中電流和電壓測量的一種極具吸引力的發展方向。隨著信息技術的發展和電力市場中競爭機制的形成,電子式互感器成為人們研究的熱點;越來越多的新技術被引入到電子式互感器設計中,以提高其工作可靠性,降低運行總成本,減小對生態環境的壓力。本文圍繞電子式互感器實用化中的關鍵技術而展開理論與實驗研究,具體包括新型傳感器、雙傳感器的數據融合算法、數字接口、組合式電源、低功耗技術和自監測功能的實現等。 目前電子式電流互感器(ECT)大多數采用單傳感器開環結構,對每個環節的精度和可靠性的要求都很高,嚴重制約了ECT整體性能的提高,影響其實用化。本文介紹了新型傳感器~鐵心線圈式低功率電流傳感器(LPET)和印刷電路板(PCB)空心線圈及其數字積分器,在此基礎上設計了一種基于LPCT和PCB空心線圈的組合結構的新型電流傳感器。該結構具有并聯的特點,結合了這兩種互感器的優點,采用數據融合算法來處理兩路信號,實現高精度測量和提高系統可靠性,并探索出辨別LPET飽和的新方法。試驗和仿真結果表明,這種新型電流傳感器可以覆蓋較大的電流測量范圍,達到IEC 60044-8標準中關于測量(幅值誤差)、保護(復合誤差)和暫態響應(峰值)的準確度要求,能夠作為多用途電流傳感器使用。 在電子式電壓互感器方面,基于精密電阻分壓器的新型傳感器在原理、結構和輸出信號等方面與傳統的電壓互感器有很大不同,本文設計了一種可替代10kV電磁式電壓互感器的精密電阻分壓器。通過試驗研究與計算分析,得出其性能主要受電阻特性和雜散電容的影響,并給出了減小其誤差的方法。測試結果表明,設計的10kV精密電阻分壓器的準確度滿足IEC 60044-7標準要求,可達0.2級。 電子式互感器的關鍵技術之一是內部的數字化以及其標準化接口,本文以10kV組合型電子式互感器為對象設計了一種實用化的數字系統。以精密電阻分壓器作為電壓傳感器,電流傳感器則采用基于數據融合算法的LPCT和PCB空心線圈的組合結構。本文首先解決了互感器間的同步與傳感器間的內部同步問題,進而依照IEC61850-9-1標準,實現了組合型電子式互感器的100M以太網接口。 電子式電流互感器在高電壓等級的應用研究中,ECT高壓側的電源問題是關鍵技術之一。論文首先分析了兩種電源方案:取電CT電源和激光電源。取電CT電源通過一個特制的電流互感器(取電CT),直接從高壓側母線電流中獲取電能。在取電CT和整流橋之間設計一個串聯電感,大大降低了施加在整流橋上的的感應電壓并限制了取電CT的輸出電流,起到了穩定電壓和保護后續電路的作用。激光電源方案以先進的光電轉換器、半導體激光二極管和光纖為基礎,單獨一根上行光纖同時完成供能和控制信號的傳輸,在不影響光供能穩定性的情況下,數據通信完成在短暫的供能間隔中。在高電位端控制信號通過在能量變換電路中增加一個比較器電路被提取出來。本文還提出了一種將兩種供能方式結合使用的組合電源,并設計了這兩種電源之間的切換方法,解決了取電CT電源的死區問題,延長了激光器的使用壽命。作為綜合應用實例,設計并完成了以LPCT為傳感器、由組合電源供能、采用低功耗技術的高壓電子式電流互感器?;ジ衅鞲邏簜鹊囊淮无D換器能夠提供兩路傳感器數據通道,并且具有溫度補償和采集通道的自校正功能,在更寬溫度、更大電流范圍內保證了極高的測量精度:互感器低電位端的二次轉換器具有數字和模擬接口,可以接收數據并發送命令來控制一次轉換器,包括同步和校正命令在內的數據信號可以通過同一根供能光纖傳送到一次轉換器。該互感器具有在線監測功能,這種預防性維護和自檢測功能夠提示維護或提出警告,提高了可靠性。系統測試表明:具有低功耗光纖發射驅動電路的一次轉換器平均功耗在40mw以下:上行光纖中通信波特率可以達到200kb/s,下行光纖中更是高達2Mb/s;系統準確度同時滿足IEC6044-8標準對0.2S級測量和5TPE級保護電子式互感器的要求。
上傳時間: 2013-06-09
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