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作者:李玺钦; 栾崇彪; 王晓; 莫腾富 单位:中国工程物理研究院; 四川绵阳621999; 流体物理研究所; 四川绵阳621999; 中物院脉冲功率科学与技术重点实验室; 四川绵阳621999
摘要:为满足爆轰试验高速摄影测试技术中脉冲氙灯照明系统的需求,设计了一种充电电压0~15 kV、储能电容100μF、可分别驱动规格为φ20 mm×500 mm×620 mm和φ50 mm×720 mm×1 080 mm两种脉冲氤灯的电源。采用在光触发信号作用下,一是将高压触发源输出15 kV的脉冲信号,通过绕丝方式对脉冲氙灯进行启辉使其瞬间导通;二是利用伪火花开关(PSS)导通机理将存储在电容上的能量,经电感后迅速转移到脉冲氤灯上对其放电即点亮氙灯。最终在两种脉冲氙灯上分别得到电压约5 kV,15 kV,电流3 kA,8 kA、发光持续时间分别为200μs和100μs的脉冲信号。通过实验结果验证所采用的设计原理及方法的可行性,并给出实验结果。
摘要:为促进高频、超高频电力电子功率变换技术研究和应用,本刊拟将2017年第12期辟为“高频、超高频电力电子功率变换技术”专辑,以集中反映这一技术领域最新科研成果,关键技术发展和创新。征文范围包括:①高频、超高频电力电子功率变换器拓扑;②高频、超高频电力电子功率变换器驱动技术,
作者:严晓宇; 王伟; 熊俊; 李成榕 单位:华北电力大学; 电气与电子工程学院; 北京102206; 广州供电局有限公司电力试验研究院; 广东广州510410
摘要:大功率高压电力晶闸管是高压直流输电系统中的核心组成部分。传统晶闸管以电脉冲作为触发源,随着激光器技术的发展,光触发晶闸管(LTT)以其触发功率小,抗电磁干扰能力强等优势,在高压直流输电领域得到广泛应用。针对目前国内外缺乏对LTT驱动方式优化和激光二极管在驱动晶闸管开通方面特性相关研究的现状,对LTT的光电输出性质和LTT对光脉冲的吸收和开通特性设计并进行了一系列相关试验,通过对试验数据的分析得到以下结论:激光管的输出受波长影响较大,其输出曲线为类似二极管伏安特性曲线的三段工作区;LTT在激光二极管输出为陡波高幅值脉冲时,开通时间更短。
作者:郑琦琦; 杜明星; 孙德明; 魏克新 单位:天津理工大学; 天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室; 天津300384
摘要:随着大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)广泛应用于电力电子装置,其产生的电磁干扰(EMI)问题成为研究热点。IGBT有源门极控制(ACC),该控制方法在关断瞬间获得不同的反馈增益,进而抑制关断电压尖峰。在此分析电路的工作原理、系统稳定性及门极电压波形,利用Saber仿真软件建立IGBT串联电路模型,在传导干扰测试频率范围内,考虑寄生参数的情况下,仿真了IGBT在传统门极控制和AGC下的共模/差模(CM/DM)干扰。搭建实验平台,通过测试得到AGC下对系统产生的EMI抑制效果更好,对电力电子装置传导EMI的抑制分析具有重要意义。
作者:熊文雯; 张小玲; 谢雪松; 任云 单位:北京工业大学; 电子信息与控制工程学院; 北京100124
摘要:根据绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件工作时的传热原理,运用基于有限元法的分析软件ANSYS建立了1种IGBT三维热模型,进行瞬态仿真及结构函数分析。基于结构函数分析所得的热阻热容曲线,从芯片和焊料层接触面积、焊料层厚度、铜基板厚度和焊料层空洞等角度分析了可能影响器件热特性的因素。研究结果表明,相比传统的半导体器件热阻测试方法,结构函数法不仅能获得器件结到周围环境总体热阻值,还能无损地获取器件内部各结构层的热阻热容,分析器件内部结构变化,为研究和评估器件的热特性提供可靠的依据。
作者:张淼; 王亚楠; 陈树琛 单位:广东工业大学; 自动化学院; 广东广州510006
摘要:为解决多路LED串并联时各路输出电流不均衡造成的问题,在此提出了一种基于全桥LLC谐振的多路输出LED均流电路。该电路利用平衡电容高阻抗、隔直通交的优点以及全桥整流电路在输出端的优越特性,通过对LLC谐振变流器频率特性的分析与研究,实现了较宽范围内变流器电压增益的调整。在半桥LLC谐振变换器的基础上,将控制电路优化为全桥LLC电路,并在输出端加上电容均流网络,满足多路LED均流输出。文中给出了该电路工作原理及其参数设计方法,利用PSIM软件对电路进行仿真分析,验证了该谐振均流电路的适用性、可行性与准确性。最后通过一台60 W的样机输出3条LED支路进行了实验研究,结果表明所提电路具有良好的均流效果,提高了整机工作效率。
作者:周晓东; 张磊; 曹伦; 郑超 单位:特变电工西安电气科技有限公司; 陕西西安710119
摘要:以高功率密度有源滤波器产品热设计为例,快速建立数字化样机模型,运用计算流体力学(CFD)数值仿真手段,分析不同布局下温度场、速度场各自利弊,通过对比电感横向和纵向布局,抽风或鼓风散热方式差异,定量分析IGBT模块的均温度,计算电感所在区域的速度场分布,给出符合元器件降额标准的最佳热设计方案。其次,将物理样机热测试与热仿真数据进行对比验证。在产品方案设计中导入CFD数值仿真设计方法,利用该软件对电子设备热设计方案进行分析,保证一定准确度的同时,可大大缩短产品研发的周期。
作者:王泽庭; 杨旭; 樊生文 单位:北京市变频技术工程技术研究中心; 北京100144; 北京市电力节能关键技术协同创新中心; 北京100144; 北京电动车辆协同创新中心; 北京100144
摘要:电子束焊机高压电源普遍采用脉冲宽度调制(PWM)或脉冲频率调制(PFM)控制策略。PWM属硬开关技术,对高频电源而言,存在很大的开关损耗,难以提高电源系统效率。PFM属软开关技术,解决了开关损耗大的问题,但电源启动时谐振腔电流大,对功率器件冲击破坏性强;电源还存在轻载输出电压难控制问题,尤其对大功率电源,难以提升电源系统稳定性。大功率电子束焊机高压电源采用LCC谐振变换器作为逆变器,采用PWM和PFM相结合的控制策略,克服单一控制策略弊端。仿真与实验证明:该混合策略有效提高了电源系统效率,减少了不必要的损耗,进一步提升了电源系统稳定度。
作者:林丽芗; 林国庆 单位:福州大学; 电气工程与自动化学院; 福建福州350108
摘要:针对发光二极管(LED)恒流驱动的要求,提出一种基于CLCL-T谐振网络的LED恒流驱动拓扑结构,介绍了谐振网络的恒流原理;推导输出电流对谐振网络参数的灵敏度,分析了谐振网络各参数变化对输出恒流特性和开关管零电压开关(ZVS)的影响,以此给出了一种兼顾谐振网络恒流特性、电流灵敏度和开关管ZVS软开关条件的谐振参数设计方案。最后设计一台54 W的原理样机,实验结果验证了所提电路具有良好的恒流特性,且控制简单,容易实现。
作者:屈满满; 张辉 单位:西安理工大学; 自动化与信息工程学院; 陕西西安710048; 清华大学; 电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室; 北京100084
摘要:Boost功率因数校正(PFC)电路与LLC谐振电路共用开关管,采用平衡电容解决大功率发光二极管(LED)驱动电源在多路半导体LED并联时的均流,实现单级式自动均流LED驱动电源方案,驱动电路结构简化,电路参数设计简单,仿真和实验结果验证了该驱动的有效性。
作者:胡洋; 张辉; 王盼盼 单位:西安理工大学; 自动化与信息工程学院; 陕西西安710048; 清华大学; 电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室; 北京100084
摘要:针对发光二极管(LED)照明驱动电源中采用的双向变换器,分析其能消除功率不平衡,推导出LED驱动电流纹波系数与双向变换器电容储存能量之比,提出一种驱动电流直接控制策略,构建PSIM仿真模型和35 W的实验样机,结果验证了控制策略的有效性。
作者:闫晓金; 李国洪; 徐春青; 刘倩 单位:北华航天工业学院; 电子与控制工程学院; 河北廊坊065000; 上海汇林图像科技有限公司; 江苏昆山215331
摘要:基于发光二极管(LED)在芯片级和系统级合成白光,暖色温的显色指数和光效较低,不能满足室内照明的要求,提出一种色温和亮度可调、高显色指数和较高光效的混光LED筒灯设计方法及控制策略。设计采用琥珀、白、蓝三色LED加色混光照明,根据三色LED的色度坐标、光通量比例,通过ZigBee无线控制三色LED电流值和混合比例,获得不同色温和亮度下的白光。通过搭建实验平台,实际测试显示,设计实现了色温和亮度可调,而且显色指数高。
作者:乔柱; 刘伊生; 廖雅双; 王肖文 单位:北京交通大学经济管理学院; 北京100044; 北京城建设计发展集团股份有限公司; 北京100044
摘要:随着我国经济快速发展,城市道路新建、改造工程大量增加,作为城市道路建设的配套工程——道路照明规模越来越大。城市道路照明在凸显城市形象、改善城市环境的同时,不可避免地带来了巨大的电能消耗。这里在分析城市道路照明现状的基础上,从光源、输配、控制和新能源4个方面,对城市道路照明的节能技术措施进行定性分析,再通过定量分析测算2020年的城市道路照明节能潜力,为未来的城市道路照明节能工作开展提供理论支撑和努力方向。
作者:陈庆; 薛映霞; 张旭; 何凤有 单位:中国矿业大学; 信息与电气工程学院; 江苏徐州221116
摘要:在新能源发电并网领域,电网不平衡故障时有发生,为提高逆变器并网性能,提出了并网逆变器预测功率控制算法。建立了并网逆变器数学模型,根据功率最优和电流最优控制目标,提出了对应的电网不平衡故障时的预测功率控制算法,实现了瞬时有功-无功控制和对称的正序控制。实验结果表明了提出的预测功率控制算法的正确性和有效性。
作者:张爱斌; 潘志翔; 曾曾沧; 徐志科 单位:国电南京自动化股份有限公司; 江苏南京210032; 东南大学; 电气工程学院; 江苏南京210018
摘要:高频静电除尘电源谐振过程复杂,元件参数设计困难,此处给出一种基于粒子群算法(PSO)的参数优化设计方法。采用时域分析法对工作在电感电流断续模式(DCM)的LCC谐振变换进行建模,以谐振电流的峰值作为目标函数,在保证调频调压保证线性度的情况下,基于PSO对谐振电流峰值进行参数优化设计,根据优化设计结果搭建了2 kW的实验样机,通过实验验证了理论分析与设计的正确性。