关键词： 开关电源   直流电源   NCP1236芯片   电压调整管FLLNM80  

摘要： NCP1236是一块非常优秀的电源芯片,融合了设计制作开关电源的反馈输入、过电流过电压保护和反馈输出等功能。因此,采用NCP1236芯片和电压调整管FLLNM80进行设计,制作了一款可以广泛在消费类电子产品上使用的30 V直流开关电源。

关键词： 变压器   分接开关   测试  

摘要： 绕组直流电阻测试是变压器技术监督中的一项重要手段,也是变压器例行、交接及出现故障后分析原因经常使用的方法^（[1-2]）。通过对测试数据及其相应规律、特点的分析,直流电阻测试可以检测出变压器载流部分有无断路、绕组有无短路及有载分接开关分接头各分接位置、切换开关、极性转换开关、引线与套管接触不好等缺陷,同时可以用于指导变压器绕组和有载分接开关大修工作,

关键词： 发热问题   隔离开关   高压直流   能源需求   负荷中心   城镇化建设   内蒙古东部   煤炭资源  

摘要： 近年来，随着我国工业化和城镇化建设的不断推进，能源需求将进一步扩大。预计到2020年我国用电量几乎相当于201og的1．5倍。然而，我国能源和负荷却呈现出逆向分布的态势。风、光、煤炭资源主要集中干西北、山西和内蒙古东部等地区，水资源主要集中于四川、西藏和云南等西南地区。上述地区距离我国主要负荷中心“三华”均有千里之遥。因此，必须通过特高压、大功率输送技术才能确保我国能源的经济、高效利用。

关键词： 直流变频空调   开关功能   海尔   速查表   调拨   占地面积   紧凑型设计   中央空调  

摘要： 海尔MX7系列多联直流变频空调有多种机型，其单体制冷量为8HP-24HP，其能效比高达5．8，比普通多联机省电30％。由于该机采用业界领先的紧凑型设计，机组占地面积小，节约空间，以24HP机型为例。其占地面积仅为0．972m2。该系列空调是2013、2014年中央空调的畅销机型，社会拥有量较大。广泛安装于别墅、办公楼、宾馆、商场等场所。

关键词： 高温   直流开关电源   隔离驱动   直接反馈  

摘要： 开关电源是各类电力电子设备的能量提供源泉,其稳定性和可靠性是电力电子设备正常工作的保障。隔离功能即通过变压器以及相关隔离传输信号元件实现电源前后级之间高低压的不共地。对于安全性以及抗干扰性能有严格要求的应用场景,隔离功能是开关电源的必备要素。当前主流的隔离反馈主要有光耦隔离反馈、磁隔离反馈以及变压器原边反馈这三种方式。然而在一些极限环境条件下,比如航空航天石油井下等强辐射高温的环境,由于反馈元件的极限工作温度以及反馈精度等问题,这几种隔离反馈方式是无法满足要求的。为解决这一问题,本文提出了基于隔离驱动功能的直接反馈方式。本文所设计的基于隔离驱动的直接反馈方式通过副边控制的方法,从电源的输出端采集反馈信号后直接传递给PWM控制芯片,根据反馈信号来调整PWM控制波形的占空比,从而调节输出电压,PWM控制芯片与MOSFET之间通过隔离驱动模块实现控制信号的隔离传输。为实现隔离,本文设计了隔离驱动模块和供电模块,其中隔离驱动模块将PWM控制信号调制为频率较高的信号,通过脉冲变压器传送给后端驱动芯片解调,并生成MOSFET的驱动信号,从而实现PWM控制芯片与MOSFET的隔离。供电模块包含新型启动电路以及辅助反激供电模块,配合使用能够同时为变压器初级侧的隔离驱动模块以及次级侧的PWM控制芯片供电。本文还制作了半桥式开关电源测试样机,在前述工作的基础上设计了功率逆变电路、整流滤波电路以及PWM控制电路,并搭建了室温与高温两大测试平台,对样机进行综合测试。最后分析实验结果证实这种新型反馈方式在高温下有着良好的性能,对于开关电源在一些极限环境下的应用有着重要意义。

关键词： 电动汽车   直流变换器   软开关   全桥   补偿网络  

摘要： 车载直流变换器是将动力电池输出的高压直流电转换为低压电气系统使用的低压直流电的设备,关系到低压电气系统是否能稳定可靠工作,与纯电动汽车正常运行密切相关。软开关技术常用于为直流变换器降低损耗并实现开关高频化,对于提高直流变换器的效率、稳定性、电磁兼容性(Electro-Magnetic Compatibility,EMC)具有重要意义。在此背景下,本文分析了多种直流变换器拓扑结构,指出全桥直流变换器可利用滞后桥臂串联二极管的方式实现零电流开关(Zero-Current-Switching,ZCS),且其超前桥臂的零电压开关(Zero-Voltage-Switching,ZVS)容易实现,并具有负载范围宽的特性。进一步详细介绍了四只功率开关管的脉宽调制(Pulse-Width Modulation,PWM)控制方式。以滞后桥臂串联二极管的全桥变换器为拓扑结构,设计完成一台48V/12V车载直流变换器模型,包括主电路、驱动电路、反馈电路以及辅助供电电路。其中,反馈控制电路采用平均电流反馈控制模式,电压环与电流环均采用单零点单极点补偿网络。通过建立滞后桥臂串联二极管的全桥直流变换器小信号等效电路模型,获得了补偿网络的详细参数,并利用波德图验证了反馈控制电路的稳定性。在负载变化与输入电压波动的条件下,利用PSIM软件对电路进行仿真。仿真结果表明所设计的直流变换器有良好的稳定性、输出特性和开关特性。通过与基本拓扑结构全桥直流变换器的仿真结果对比,验证了滞后桥臂串联二极管的全桥直流变换器可以实现软开关并提高效率与电磁兼容性。最后开展了模型样机试制,实验结果表明了系统设计的可行性。通过实验结果与仿真结果的对比,对研究工作的进一步开展提出了优化建议。

关键词： 直流电弧   电弧实验平台   纵向磁场   电弧特性   气体动力学  

摘要： 开关电器作为电力系统中的重要核心部件,广泛的应用于国民经济和国家的各个领域和部门,故其可靠性显得尤为重要。对于有触点的开关电器而言,每次在开断的过程中均会产生电弧。电弧的产生会使电器的开断时间大大延长,严重时还会烧损触头、破坏电器的绝缘。在开关电器领域,开关电弧的衍生机理以及影响因素是各国学者重点研究的课题。直流电弧相比于交流电弧,由于其不存在电流自然过零点使得其开断更加困难。利用磁场的作用来开断电弧是实现线路快速分断的有效方法,因此深入研究磁场对直流开关电弧特征的影响尤为重要。本文着重研究纵向磁场对直流开关电弧特性的影响。研究方法采用实验与仿真互补的方法。基于本文研究的内容,设计了一种基于高速摄像系统和碰撞式触头可调速分断的直流电弧实验平台。利用高速摄像机拍摄了实验样机触头分断过程中的电弧图像,利用检测平台采集了电弧电压和电流波形,同时利用该实验平台,研究了触头分断速度、分断电流以及不同纵向磁场对直流开关电弧的燃弧时间以及燃弧过程中直流电弧的行为、弧根位置分布、电弧形态、触头的电腐蚀特性等影响。针对实验模型,基于气体动力学的漂移扩散方程,与泊松方程耦合,建立了用于微观仿真的磁场作用下电弧数学模型,仿真分析了磁场作用下从触头断开瞬间,液态金属桥断裂之后,极间充满了大量的气体带电粒子开始,到电弧等离子体形成的这段非平衡态过程,并分析了不同磁场强度对电弧等离子体鞘层区域场强、空间电荷密度、弧柱前期半径等微观电弧参数的影响。研究结果可为开关电器领域中利用纵向磁场吹弧技术的应用提供依据。

关键词： 开关电容   输入串联输出并联   直流变换器   输入均压   输出均流   解耦控制  

摘要： 随着传统能源的日益枯竭和生态环境问题的日趋严重,绿色可再生能源逐渐成为未来能源战略的发展趋势。传统的交流电网由于自身消纳能力的有限,越来越难以适应未来能源格局的变化。直流电网和直流变换技术是解决该问题的有效途径。输入串联输出并联(input-series-output-parallel,ISOP)组合直流变换器具有模块化,可靠性高,方便系统扩容等优点,是实现直流电网中高压到低压直流变换的关键设备之一。本文针对常规的ISOP直流变换器难以实现故障切除,启动电流大,各模块功率容易不平衡等问题,深入研究了ISOP直流变换器的拓扑结构,软启动过程以及功率平衡控制策略等。研究重点和取得的成果如下:(1)针对传统的移相全桥ISOP直流变换器在故障切除,电压匹配和模块冗余等方面的不足,研究了一种开关电容型ISOP直流变换器,具有快速切除故障子模块,方便系统模块冗余,能够实现输入与输出电压的良好匹配等优点。首先给出了开关电容型ISOP变换器的工作原理与运行特性,详细分析了变换器软启动过程,并推导了变换器的软启动限制条件。进而以单个开关电容子模块小信号模型为基础,建立了开关电容型ISOP系统整体小信号模型,求解了投切运行模式下各扰动变量之间的传递函数。(2)针对开关电容型ISOP直流变换器输入均压(IVS)与输出均流(OCS)问题,提出了一种解耦控制方法。首先,对比分析输入均压与输出均流两种控制方式的抗干扰能力,并在输入均压控制的基础上,引入耦合因子分析了输入均压控制与输出电压控制之间的耦合特性。进而提出了开关电容型ISOP直流变换器的电压解耦控制方法,消除了输入均压环与输出电压环相互之间的影响,并详细设计了输入均压环和输出电压环的控制器参数。最后,搭建了仿真模型验证了所提控制方法与参数设计的有效性和正确性。(3)针对10kV/750V的开关电容型ISOP变换器进行了工程设计,详细叙述了直流侧电容、功率器件、高频变压器和输出滤波电感等主电路的参数设计原则与方法,给出了控制系统的硬件电路和软件系统的详细设计。并搭建了一个三模块ISOP实验平台,对本文研究成果的有效性和正确性进行了验证。

关键词： 移相全桥   软开关   辅助电路   预测模糊PI控制  

摘要： 现代社会生活水平的提高及科学技术的日益进步,使得各种用电设备对开关电源的性能提出了越来越高的要求。为了满足人们对开关电源的使用需求,更高的开关频率、更小的电源体积、更精确的数字控制是开关电源未来的发展方向。但是开关频率的提高也带来一些亟待解决的问题,由以往的经验可知,开关频率的大小与系统开关损耗成正比,与系统的转换效率成反比。软开关技术的出现,解决了因提高开关频率带来的一系列问题,而且在工程上得到广泛的应用。本文首先分析了多种移相全桥软开关直流变换器的拓扑结构,总结出每种拓扑结构的优缺点,然后选定滞后桥臂串联二极管的主拓扑结构作为本文的研究对象,并针对该结构进行具体分析研究。由于副边整流二极管上存在着寄生电容,所以副边电压的波形容易发生振荡,本文对振荡原因进行分析说明,采用添加辅助电路的方法来抑制副边振荡。针对变换器在轻载时超前桥臂开关管实现ZVS效果不佳的现象,提出了在超前桥臂增加辅助电流源的改进措施,设计辅助电路并分析ZVS范围增大的原理,并进行仿真验证。然后,根据小信号分析法建立主电路的数学模型,采用电压外环电流内环的控制结构,并给出具体的设计过程。由于传统的PI控制器不具备在线整定的功能,同时在负载切换的复杂工况下应对能力不佳,而且数字控制存在延迟等缺点,使得控制作用会存在一个采样周期的延迟,针对上述问题本文提出将预测控制技术与模糊PI控制相结合的预测模糊PI控制的控制策略,并给出其设计方法。在相同工况下对传统PI控制和预测模糊PI控制这两种控制策略分别进行仿真,仿真结果说明预测模糊PI控制对切换负载的复杂工况的应对能力较好,更能满足系统要求。最后设计了以STM32F407为核心的控制系统,基于搭建的实验平台,对仿真波形进行验证,证明了理论与实际的一致性。

关键词： 双向调速   直流电机   软启动   MOSFET软件   翘班开关  

摘要： 目前电动工具开关按调速方式来分，可以分为调速和通断开关两大类，其中大功率调速开关是行业发展的趋势。大电流直流电动工具的开关一直是业内的高技术含量的产品，该类开关是行业的未来发展方向。作为全球市场上专业电动工具开关占有率接近40%市场份额的公司，我们基于美国电动工具专业生产商的要求开发出一款全新的低压大电流电子调速开关，应用于电动冲击扳手专业工具，其设计明显不同于市场上常见的通过按键来实现双向切换的方式的开关。　　其主要研究内容可概括为:1)通过采用一种新型的类似于跷跷板的双向切换触发方式，在两边分别触发的同时又能起到开关换向的作用，实现开关双向调速。在满足设计体积空间的苛刻要求下，如何实现这种新型设计在恶劣应用条件下的可靠和稳定运行，是本设计方案的一个重点和难点。2)在开关的功能上面，除了保留传统的调速，换向，刹车以及温度保护功能以外，还带有电机软启动，低电压保护，错误信号可以通过电源指示灯显示等个性化功能。这将能满足客户更多要求，适应不同的应用场合，使产品更加有竞争力。3)在开关的整体散热设计方面，在保证各项性能指标通过的情况下，通过综合的比较测试验证方法，筛选出方案最优的大功率低功耗MOSFET作为电机调速的核心元件，实现整个系统的可靠和稳定的工作，也是本文一大亮点。　　在完成相关的设计验证测试，设计方案得到了充分的验证，从各项数据结果分析得出，该新型设计方案稳定、可靠，达到预定的设计目标。