关键词： 三电平   直流变换器   无源辅助回路   零电压开关   零电流开关  

摘要： 随着电力电子技术的迅速发展,开关电源的发展趋势为高频化和小型化,为此需要提高元器件的工作频率。但是这样会引起开关损耗增加的问题,因此有学者提出了软开关技术。软开关技术可以改善元器件的运行环境,降低开关损耗,提高变换效率,提升开关频率,减小变换器的体积,而且还降低了电磁干扰和开关噪声。半桥(halfbridge,HB)三电平(three-level,TL)直流变换器具有开关管的电压应力为直流输入电压一半的优点,通过与软开关技术相结合,特别适合于高电压应用场合。因此,HBTL直流变换器及其软开关技术得到了学者们的广泛研究。本文首先系统地介绍了HBTL直流变换器,包括分类、发展现状以及软开关技术。随后分析了常规零电压开关(zero-voltage switching,ZVS)HB TL变换器和基于抽头电感的零电压零电流开关(zero-voltage and zero-current switching,ZVZCS)HB TL 变换器等几种典型HB TL变换器的工作原理。常规ZVS HB TL变换器可以利用变压器漏感和并联电容实现开关管的ZVS,但是该变换器存在滞后管在轻负载下难以实现ZVS、环流损耗大和占空比丢失等问题。基于抽头电感的ZVZCS HB TL变换器可以实现的超前管ZVS和滞后管的ZCS,并减小环流损耗,但是该变换器存在抽头电感的漏感会加剧整流二极管的电压寄生振荡的问题。针对这些问题,本文在基于抽头电感的ZVZCS HBTL变换器的基础上,提出一种具有简单无源辅助谐振回路的ZVZCS HB TL直流变换器。本变换器利用副边辅助回路、并联电容以及变压器漏感实现各开关管的软开关,降低环流损耗,提高变换效率。引入的辅助回路结构简单,辅助回路中的维持电容可以消除耦合电感的漏感引起的整流二极管的电压寄生振荡,辅助回路环流大小可根据负载自动调节。本文提出的ZVZCS HB TL变换器能够在最低负载及以上范围内实现超前管的ZVS,在全负载范围内实现滞后管的ZCS。本文首先详细研究了变换器的工作原理,并讨论和归纳总结了谐振回路中的耦合电感变比m和维持电容Ch对软开关实现条件和变换器特性的影响,接着给出了参数设计原则,最后使用仿真软件Cadence搭建了2.7KW-50KHz的仿真电路,并对理论分析进行了逐一的仿真分析验证,仿真结果验证了理论分析的正确性。

关键词： 谐振变换器   PFM   谐振开关电容   直流升压  

摘要： 近年来,随着电力电子技术的快速发展,小型化、高频化、高效率已经成为直流开关电源设计的基本要求。开关电容类变换器因其体积小、能量密度高在中小功率场合得到了广泛的应用。然而在实现高频化的过程中,开关管在硬开关条件下工作,直接提高开关频率,将会导致很大的开关损耗和严重的电磁干扰(EMI),从而使得直流变换器效率降低,因此限制了开关频率的提高。软开关技术的出现及应用,有效的降低了开关管的开关损耗和EMI。在直流开关电源的软开关技术中,谐振变换器因其自然软开关特性和较低的EMI,在高频开关电容直流变换器中得到了广泛的应用与研究。本文首先对开关电容类变换器进行了系统地研究,根据其存在输入电流为脉动电流、开关管工作在硬开关状态的问题,引入了一个较小的谐振电感。并列举了几种典型的谐振开关电容变换器。针对其具有软开关实现困难,谐振电感参数设计困难,元件电压应力大的问题提出了一种新型谐振开关电容直流升压变换器。本文所提改善方案的主拓扑结构在不增加元件的情况下,可以实现开关管零电压开通,使得变换器的效率进一步提高。同时简化电感参数设计,减小元件电压应力,有效拓宽变换器的输出电压增益范围,电感电流连续,避免了变换器电感电流断续引起的失去输出电压调节能力和在实际系统中电感电流由连续向断续过渡时引起的系统不稳定的问题。本文详细介绍了其稳态工作原理,并对各元件电压应力,输出电压增益,输出特性以及损耗进行了分析,同时根据理论分析,给出了参数设计。最后,利用Saber 2012仿真平台搭建了一个140W的仿真模型对其进行了仿真验证,仿真结果证明了其有效性。

关键词： 返波振荡器   高压电源   低纹波   高稳定性  

摘要： 近年来微电子机械、微细加工、大电流阴极技术、高频集成等技术逐渐应用于电真空领域,使微波毫米波真空电子器件的工作频率达到太赫兹频段,使太赫兹功率源发展迈开了重要一步。为了使太赫兹真空器件稳定、可靠工作,就需要与之配套的高压电源,其具有大功率输出,宽电压调节范围,低纹波系数等特点,其性能直接影响到电真空器件的输出频点,频谱宽度,输出效率等参数。因此研究大功率、小型化、高稳定性的开关电源对太赫兹信号源的发展具有重要意义。本课题在开关电源理论的基础上,针对340GHz返波管的参数需求,对其高压供电系统进行设计。其高压电源主要包括灯丝模块、辅阴极电压模块、高压加速模块和接口控制电路。其中高压加速模块的高压主电路部分是此高压电源核心部分,本文主要介绍了此主电路控制芯片、功率开关器件及变压器磁芯选择,并给出了变压器参数设计的详细计算过程。高压电源主变换器采用全桥变换器拓扑结构,通过PWM控制芯片和驱动芯片结合,构成斩波电路,完成功率开关器件的交替导通。同时,为有效保护电源模块,在电路中提供了过欠压和过流保护。主电路控制部分采用PWM芯片UCC28086和STM32相结合的方式,实现电压输出的稳定调节。通过电脑控制界面对高压参数进行设置,STM32芯片将读取到的数字控制量通过AD转换电路转换为模拟量并输入到PWM控制芯片中,使电源模块产生高压。同时对输出电压进行采样,将采样后的数据同初始数值进行比较,通过控制UCC28086内部电路,对PWM输出的占空比进行精密调节,从而得到稳定的输出电压。STM32还对电源整体工作状态进行检测,当电源输入过欠压、输出过流时,立即启动保护电路,实现对电源模块的保护。本文设计的返波管高压开关电源输出电压可在-1kV～-6kV范围内稳定可调,输出电流最大值为250mA,电源稳定性在5×10-4以下,纹波大小在200mV以下,达到设计指标,满足太赫兹辐射源的工作要求。

关键词： GIS   开关   直流电阻   电阻测量  

摘要： 针对常规设备的运检方法不适用于特高压设备的问题,分析1 000kV GIS本身的特点和开关直阻的测量原理,介绍单相直流压降测量法、不拆头带接地点测量法、三相直流压降测量法3种1 000kV GIS开关直阻的测量方法,逐一论证,并提出了各自的优缺点,为特高压运检人员提供参考。

关键词： 高压直流输电   大地回线   金属回线   直流转换开关   避雷器  

摘要： 高压直流输电系统中,直流转换开关的运行状况直接影响到单极大地—金属回线转换操作的顺利进行。通过对葛洲坝—南桥直流输电系统中发生的一起大地—金属回线异常转换过程的深入分析,得出由于金属返回线路上过高的感应电压造成直流转换开关振荡回路中相关元件损坏,导致该转换开关保护动作和转换操作失败。根据分析结果,提出了针对本次失败转换过程的改进措施和运行建议,可为新建工程设计和运行维护提供参考。

关键词： 变压器   有载分接开关   切换特性   交流测试   直流测试  

摘要： 在初步介绍变压器有载分接开关切换特性试验波形交直流测试检测原理的基础上,对变压器有载分接开关交直流测试试验方法进行比对,通过现场测试得出交流测试方法更贴进高电压、大电流运行状态,且准确度较高,可为后续运行维护提供参考。

标准号: GB/T 34865-2017

摘要： 本标准规定了高压直流转换开关用电容器的术语和定义、使用条件、试验、设计和结构安全、标志、安装与运行等要求。 本标准适用于安装在高压直流输电(H VDC)换流站直流侧、用于高压直流转换开关中与开断装置并联的辅助回路中的电容器单元和电容器组。

关键词： LM5117   开关电源   电压转换   降压   纹波  

摘要： 为了解决传统DC-DC变换器存在的能量损耗大、效率低、输出纹波大等问题,以LM5117芯片和CSD 18532KCS MOS场效应管为核心器件,实现了16 V到5 V的直流电压降压转换。文中先通过对比各种降压型直流开关稳压电源的转换机理,确定了基于LM5117芯片的Buck变换器设计方案;接着详细阐述了电路设计中降压变换与稳压控制的方法,针对LM5117芯片外围关键的元件参数,给出了计算公式与参考数据,同时对于传统的电流采样与斜波补偿电路进行了改进;最后,经过实验验证,该设计的降压型直流开关电路负载调整率为3%,电压调整率为0.5%,效率达到87%,并且输出纹波得到较好的抑制,达到了预期设计的效果。

关键词： 双向DC/DC变换器   零电流关断   频率控制   功率损耗   模式切换   参数设计  

摘要： 作为连接不同电压等级直流母线的关键设备之一,DC-DC变换器转换效率的提高对于建立直流电网有重要意义。为了降低大功率软开关DC-DC变换器的体积和质量,基于旋转电容构造了一种能够实现功率器件零电流关断的非隔离型双向DC/DC变换器。介绍了变换器的电路拓扑结构;分析了不同模式下的稳态工作过程;设计了器件的具体参数及控制方案并研究了变换器的损耗特性;最后,在Matlab/Simulink中搭载仿真模型,验证了设计方案和控制策略的正确性。结果表明,所设计的变换器能够实现开关管和二极管的零电流关断,具有较高的转换效率。

关键词： 直流开关电源   蓄电池   均充   浮充  

摘要： 随着江苏有线省、市干线业务的急剧增长,省干及市干通信电源所带负载增长迅速,部分站点蓄电池配置已不能满足供电要求,同时部分站点的蓄电池出现老化现象。依据《广播电视安全播出管理规定》,电池组后备时间应满足实际负荷工作4小时以上。目前,部分站点蓄电池已无法达到此标准,以上情况制约了广电业务的发展,对省、市干线的安全传输埋下了隐患,因此需对相关站点进行蓄电池的扩容更换工作。