近年來,電源技術(shù)無論在理論研究,還是生產(chǎn)應(yīng)用方面都取得了許多成果和長足的進(jìn)步。開關(guān)電源的研究涉及電力電子、自動(dòng)控制等技術(shù)領(lǐng)域,軟開關(guān)、高效率是開關(guān)電源的重要研究方向。因此,PFC技術(shù)和軟開關(guān)PWM技術(shù)作為成熟的技術(shù),近些年來在中、小功率乃至大功率開關(guān)電源中得到普遍的應(yīng)用。 本文研究設(shè)計(jì)了一種具有功率因數(shù)校正和軟開關(guān)技術(shù)的高效率開關(guān)電源。該開關(guān)電源主要分為兩個(gè)部分,前一部分為單相有源功率因數(shù)校正電路,后一部分為采用移相控制軟開關(guān)技術(shù)的全橋變換器。 論文首先介紹了開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展以及涉及到的技術(shù)領(lǐng)域,然后闡述了現(xiàn)階段幾種提高開關(guān)電源技術(shù)的新方法,最后詳細(xì)敘述了整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在詳細(xì)分析和研究單相有源功率因數(shù)校正原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出有源功率因數(shù)校正電路,并給出電路中升壓電感的設(shè)計(jì)方法。同時(shí),設(shè)計(jì)出了大功率移相控制全橋軟開關(guān)PWMDC/DC變換器,詳細(xì)的研究了實(shí)現(xiàn)ZVS的條件。最后研制出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī),并給出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的功率因數(shù)校正電路和移相全橋軟開關(guān)變換電路的實(shí)驗(yàn)波形。
標(biāo)簽: 功率因數(shù)校正 軟開關(guān)技術(shù) 開關(guān)電源設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展,電力電子裝置正在向著高頻化、大容量、小體積的方向發(fā)展,其電磁環(huán)境也變得更為復(fù)雜,隨之帶來的輻射電磁干擾也日益嚴(yán)重。在電力電子裝置設(shè)計(jì)初期開展電磁兼容數(shù)值仿真和預(yù)測(cè)對(duì)解決復(fù)雜的電磁干擾問題意義重大。 本文介紹了國內(nèi)外電力電子裝置電磁兼容的研究現(xiàn)狀。針對(duì)電力電子裝置電磁兼容的復(fù)雜性,討論了使用仿真軟件進(jìn)行電力電子裝置電磁兼容分析的策略,主要面向電源印制電路板(PCB)、控制箱和變流器機(jī)柜全波電磁仿真的具體應(yīng)用進(jìn)行了研究。 首先對(duì)PCB電源板進(jìn)行電磁兼容預(yù)測(cè)。采用軟件Protel99SE和CST微波工作室(R)(CST MICROWAVE STUDIO(R),簡稱CST MWS(R))相結(jié)合進(jìn)行分析,得到.PCB板的表面電流和電場(chǎng)分布圖。根據(jù)分布圖,分析電源板的輻射特性,提出提高PCB電磁兼容性的優(yōu)化設(shè)計(jì)的設(shè)想,在PCB設(shè)計(jì)過程中加入對(duì)PCB電磁兼容性分析的場(chǎng)仿真,使PCB的電磁兼容分析有一個(gè)直觀的參照物,有助于指導(dǎo)PCB的布局布線,對(duì)PCB優(yōu)化設(shè)計(jì),提高產(chǎn)品性能有重要作用。根據(jù)仿真結(jié)果將PCB電源板近似等效成電偶極子模型。 其次應(yīng)用CST MICROSTRIPESTM軟件計(jì)算控制箱的屏蔽效能,并在控制箱插入PCB電源板后進(jìn)行輻射特性分析。 最后應(yīng)用全波電磁仿真軟件CST MWS(R)對(duì)變流器機(jī)柜進(jìn)行電磁輻射干擾瞬態(tài)仿真,分析過程中考慮到了IGBT的開關(guān)尖峰、線纜和易產(chǎn)生干擾的電子元器件以及整個(gè)機(jī)箱機(jī)柜。運(yùn)用線性網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行標(biāo)定,由此提出改進(jìn)措施—采用unit cell和微擾理論設(shè)計(jì)屏蔽網(wǎng),有效地抑制了電磁輻射。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,對(duì)大功率、高性能的開關(guān)電源要求也越來越高。功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)是當(dāng)前電力電子技術(shù)研究的熱點(diǎn)問題。大多數(shù)電力電子裝置通過整流器與電網(wǎng)接口,而傳統(tǒng)的二極管或晶閘管整流裝置會(huì)產(chǎn)生大量的諧波電流,對(duì)電網(wǎng)造成污染。許多國家和國際組織相繼制定了一系列限制用電設(shè)備諧波的標(biāo)準(zhǔn)。有源功率因數(shù)校正技術(shù)能夠有效的消除整流裝置的諧波,因此具有廣泛的應(yīng)用前景。 本文首先分析了開關(guān)電源的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展要求,詳細(xì)地闡述了開關(guān)電源的基本構(gòu)成和基本組態(tài)。然后研究了ZVT-Boost軟開關(guān)PFC電路的基本結(jié)構(gòu)、基本工作原理及軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)原理,在此基礎(chǔ)上確定了主電路結(jié)構(gòu),并制定了控制系統(tǒng)方案。 鑒于功率要求,本文采用兩級(jí)PFC電路。因此對(duì)常見的DC-DC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、原理特性進(jìn)行分析。并針對(duì)各自的變換器建立了簡化模型,基于所建立的模型分析了變換器的特性,列出各變換器的優(yōu)缺點(diǎn)及在設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)的選用原則。最后,對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析。 本文根據(jù)用戶的要求研究設(shè)計(jì)了一種大功率高性能開關(guān)電源。該開關(guān)電源分為前級(jí)和后級(jí),前級(jí)為采用BOOST結(jié)構(gòu)的單相有源功率因數(shù)校正電路,后級(jí)為采用移相控制軟開關(guān)技術(shù)的全橋變換器。最后研制出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī),并給出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的功率因數(shù)校正電路和移相全橋軟開關(guān)變換電路的實(shí)驗(yàn)波形。
標(biāo)簽: BOOST 變換器 高功率因數(shù)
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開關(guān)損耗及其帶來的散熱問題限制了變流器開關(guān)頻率的提高,從而限制了變流器的小型化和輕量化。軟開關(guān)技術(shù)能夠有效的降低開關(guān)損耗,提高變流器的效率和開關(guān)頻率,被廣泛的應(yīng)用在各種大功率開關(guān)電源場(chǎng)合。 本文首先對(duì)軟開關(guān)技術(shù)進(jìn)行了一個(gè)概述,介紹了軟開關(guān)技術(shù)的工作原理及發(fā)展歷史,特別提到了最新的控制型軟開關(guān)技術(shù)。在第二章中,針對(duì)課題,著重講述了全橋電路。作為對(duì)比,首先分析了全橋硬開關(guān)電路的工作原理和開關(guān)損耗。然后,分析了全橋軟開關(guān)兩種常見的實(shí)現(xiàn)方法:ZVS和ZVZCS,并針對(duì)幾種常見拓?fù)洌敿?xì)對(duì)比了它們的工作原理,軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)方法,軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)效果,軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)范圍和總體效率,指出了它們的優(yōu)缺點(diǎn)和各自適合的應(yīng)用領(lǐng)域。在第三章中,首先介紹了全橋軟開關(guān)的兩種控制策略:移相全橋和有限雙極性,從實(shí)現(xiàn)方法和對(duì)軟開關(guān)效果的影響兩個(gè)方面,做出比較。然后介紹了開關(guān)電源常見的三種控制方式:電壓模式控制、峰值電流模式和平均電流模式控制,其中詳細(xì)介紹了平均電流模式控制,給出了設(shè)計(jì)思想和步驟。最后,給出了全橋軟開關(guān)電路的小信號(hào)模型,分析了軟開關(guān)技術(shù)的引入對(duì)傳統(tǒng)PWM硬開關(guān)全橋電路小信號(hào)模型的影響。第四章給出了5kW電力操作電源的具體設(shè)計(jì)步驟,如方案選擇,磁設(shè)計(jì)、控制環(huán)路設(shè)計(jì)、副邊整流電壓尖峰吸收等關(guān)鍵步驟。第五章分析了實(shí)驗(yàn)波形和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),驗(yàn)證了上述理論和設(shè)計(jì)的正確性。
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本文致力于可并聯(lián)運(yùn)行的斬控式單相交流斬波變換器的研究。交交變換技術(shù)作為電力電子技術(shù)一個(gè)重要的領(lǐng)域一直得到人們的關(guān)注,但大都將目光投向AC-DC-AC兩級(jí)變換上面。AC/AC直接變換具有單級(jí)變換、功率密度高、拓?fù)渚o湊簡單、并聯(lián)容易等優(yōu)勢(shì),并且具有較強(qiáng)擴(kuò)展性,故而在工業(yè)加熱、調(diào)光電源、異步電機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。斬控式AC/AC 電壓變換是一種基于自關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)器件及脈寬調(diào)制控制方式的新型交流調(diào)壓技術(shù)。 本文對(duì)全數(shù)字化的斬控式AC/AC 變換做了系統(tǒng)研究,工作內(nèi)容主要有:對(duì)交流斬波電路的拓?fù)浼捌銹WM方式做了詳細(xì)的推導(dǎo),著重對(duì)不同拓?fù)涞乃绤^(qū)效應(yīng)進(jìn)行了分析,并且推導(dǎo)了不同負(fù)載情況對(duì)電壓控制的影響。重點(diǎn)推導(dǎo)了單相Buck型變換器和Buck-Boost 變換器的拓?fù)淠P停蜗嘞到y(tǒng)的拓?fù)溟_關(guān)模式推導(dǎo)到三相的情況,然后分別對(duì)單相、三相的情況進(jìn)行了Matlab仿真。建立了單相Buck 型拓?fù)涞拈_關(guān)周期平均意義下的大信號(hào)模型和小信號(hào)模型,指導(dǎo)控制器的設(shè)計(jì)。建立了適合電路工作的基于占空比前饋的電壓瞬時(shí)值環(huán)、電壓平均值環(huán)控制策略。在理論分析和仿真驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,建立了一臺(tái)基于TMS320F2808數(shù)字信號(hào)處理器的實(shí)驗(yàn)樣機(jī),完成樣機(jī)調(diào)試,并完成各項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)試工作。
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在能源枯竭環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天,光伏發(fā)電結(jié)合其自身的特點(diǎn),日益得到各國的重視并將成為各國競(jìng)向發(fā)展的熱點(diǎn)。而光伏并網(wǎng)發(fā)電又是光伏利用中的發(fā)展趨勢(shì),基于此,本文對(duì)單相并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了研究,并設(shè)計(jì)了一臺(tái)1.5KW的單相光伏并網(wǎng)裝置。在對(duì)主電路拓?fù)洹PPT、防孤島效應(yīng)、逆變并網(wǎng)控制方法詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,選用了一種雙重BOOST前級(jí)電壓匹配、后級(jí)全橋逆變的非隔離型的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)具有前級(jí)DC/DC變換控制簡單、中間直流母線電壓波動(dòng)小、效率高、體積小等優(yōu)點(diǎn)。MPPT采用后級(jí)實(shí)現(xiàn)方式;防孤島效應(yīng)采用有被動(dòng)和主動(dòng)兩種方式;逆變并網(wǎng)控制是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中最為重要的環(huán)節(jié),其功能作用是把前級(jí)的直流電轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)電壓同頻同相的交流電與電網(wǎng)并聯(lián),并使其輸出電流為單位功率因數(shù)、總諧波畸變率小于5%,本文對(duì)各種逆變并網(wǎng)控制策略分析比較的基礎(chǔ)上,采用了帶有電網(wǎng)電壓前饋補(bǔ)償?shù)乃矔r(shí)電流控制方式來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)整體以UC3875和TMS320LF2812為控制核心,前級(jí)有UC3875進(jìn)行雙環(huán)控制直流母線電壓,后級(jí)最大功率跟蹤、防孤島效應(yīng)、逆變并網(wǎng)、并聯(lián)通訊及故障保護(hù)有TMS320LF2812來實(shí)現(xiàn)。本文總體工作包括詳細(xì)的理論分析、主電路設(shè)計(jì)、軟件及硬件電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試及實(shí)驗(yàn)波形分析等。
標(biāo)簽: 光伏并網(wǎng) 發(fā)電系統(tǒng)
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諧振變換器相對(duì)硬開關(guān)PWM變換器,具有開關(guān)頻率高、關(guān)斷損耗小、效率高、重量輕、體積小、EMI噪聲小、開關(guān)應(yīng)力小等優(yōu)點(diǎn)。而LLC諧振變換器具有原邊開關(guān)管易實(shí)現(xiàn)全負(fù)載范圍內(nèi)的ZVS,次級(jí)二極管易實(shí)現(xiàn)ZCS諧振電感和變壓器易實(shí)現(xiàn)磁性元件的集成,以及輸入電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn),因而得到了廣泛的關(guān)注。 本文對(duì)諧振變換器的基本分類和各種諧振變換器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較和總結(jié),并與傳統(tǒng)PWM變換器進(jìn)行了對(duì)比,總結(jié)出LLC諧振變換器的主要優(yōu)點(diǎn)。并以400W LLC諧振變換器為目標(biāo)設(shè)計(jì),LLC前級(jí)使用APFC電路,后一級(jí)是LLC諧振變換器。 首先,基于FHA(基波分析法)的方法對(duì)LLC諧振變換器進(jìn)了穩(wěn)態(tài)電路的分析,并詳細(xì)闡述了LLC諧振變換器在各個(gè)開關(guān)頻率范圍內(nèi)的工作原理和工作特性。隨后,文章詳細(xì)比較了LLC諧振變換器與傳統(tǒng)的諧振變換器和半橋PWM變換器不同之處。 然后,文章分別采用分段線性法和擴(kuò)展描述函數(shù)法建立了LLC諧振變換器的小信號(hào)模型。由于分段線性法建立的小信號(hào)模型僅考慮了LLC諧振變換器工作在滿負(fù)載的情況下,為了建立更具一般性的模型,論文又采用了擴(kuò)展描述函數(shù)法建模,用以指導(dǎo)控制環(huán)路的設(shè)計(jì)。 接著,論文對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了綜合設(shè)計(jì)。文章給出了APFC部分的主電路和控制補(bǔ)償回路的具體設(shè)計(jì);同時(shí),也做出了LLC諧振變換器主電路的具體設(shè)計(jì),而LLC諧振變換器控制回路的設(shè)計(jì),仍需要更深一步的研究,并需提出一種切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方法。 最后,采用Pspiee軟件建立了仿真模型。仿真結(jié)果得出LLC諧振變換器能在負(fù)載和輸入電壓變化范圍都很大的情況下實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定調(diào)節(jié),并能實(shí)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管和二極管的軟開關(guān),驗(yàn)證了理論分析的正確性;由于實(shí)驗(yàn)條件的限制,制作的實(shí)驗(yàn)電路板處于調(diào)試之中,希望進(jìn)一步驗(yàn)證理論設(shè)計(jì)的正確性。
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蓄電池作為一種儲(chǔ)能設(shè)備,廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。近幾年來,電動(dòng)汽車行業(yè)迅速發(fā)展,對(duì)于純電動(dòng)汽車蓄電池是唯一的動(dòng)力源,需要定期的滿充滿放的維護(hù)來提高電池性能,同時(shí)測(cè)量電池實(shí)際安時(shí)數(shù)。蓄電池的充放電技術(shù)與蓄電池相伴而生,與蓄電池的發(fā)展和應(yīng)用有著密切的關(guān)系。充放電系統(tǒng)性能直接影響著蓄電池的技術(shù)狀態(tài),使用壽命,并決定著放電時(shí)對(duì)電網(wǎng)污染的程度。 目前,大功率蓄電池充放電系統(tǒng)仍大量采用晶閘管移相控制技術(shù),該技術(shù)具有技術(shù)成熟,價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn),但網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)低,對(duì)電網(wǎng)的污染大。而消除電網(wǎng)諧波污染、提高功率因數(shù)是電力電子領(lǐng)域研究的重大課題之一。本文為大功率鋰離子蓄電池充放電設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用電壓型PWM整流器和雙向DC/DC變換器的結(jié)構(gòu),在實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)的同時(shí),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)電流波形的正弦化控制,具有節(jié)能,對(duì)電網(wǎng)污染小等優(yōu)點(diǎn)。 本文設(shè)計(jì)了主電路參數(shù)并在MATLAB/Simulink環(huán)境下進(jìn)行了仿真。本文還提出了以MC9S12D64為核心的雙向DC/DC變換器控制板和控制器的硬件、軟件的完整的設(shè)計(jì)方案。充電采用恒流充電和恒壓充電相結(jié)合的控制策略,實(shí)現(xiàn)單體電池電壓控制,提高了充放電控制性能和安全性。充放電系統(tǒng)樣機(jī)測(cè)試結(jié)果表明:滿載時(shí),系統(tǒng)效率80%以上,功率因數(shù)99%以上,諧波含量5%以下,滿足設(shè)計(jì)要求,驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性。
標(biāo)簽: 大功率 充放電系統(tǒng) 鋰離子蓄電池
上傳時(shí)間: 2013-06-27
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院介紹了全橋逆變電路的工作方式袁探討了隕鄖月栽的柵極特性及動(dòng)態(tài)開關(guān)過程遙隕鄖月栽柵原射極和柵原 集極間的寄生電容與其他分布參數(shù)的綜合作用會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)波形產(chǎn)生不利影響遙柵極驅(qū)動(dòng)電壓必須有足夠 快的上升和下降速度袁使隕鄖月栽盡快開通和關(guān)斷袁以減小開通和關(guān)斷損耗遙在 隕鄖月栽導(dǎo)通后袁驅(qū)動(dòng)電壓 應(yīng)保持在垣員緣 災(zāi)左右袁保證隕鄖月栽處于飽和狀態(tài)曰在 隕鄖月栽關(guān)斷期間袁隕鄖月栽 的柵極需加反向偏置電壓袁 避免隕鄖月栽 的誤動(dòng)作遙最后給出了針對(duì)全橋逆變電路 隕鄖月栽 模塊設(shè)計(jì)的分立元件驅(qū)動(dòng)電路及其實(shí)驗(yàn) 結(jié)果遙 關(guān)鍵詞院隕鄖月栽曰全橋逆變?cè)或?qū)動(dòng)電路
上傳時(shí)間: 2013-05-20
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MSP430定時(shí)器的使用,有詳細(xì)的例子程序和講解,是新手學(xué)習(xí)的好資料哦
上傳時(shí)間: 2013-07-08
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