【摘 要】
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在空间电源领域,激光载荷一般通过供电电源挂载在平台母线或蓄电池母线上,为了减小后级载荷工作时对前级的电流反射纹波,激光载荷供电电源一般均需要具备限流输出的能力.推挽电路因具有隔离式、中功率、驱动简单等优势,适合用作激光载荷供电电源的主功率拓扑.推挽电路一般由电压外环和峰值电流内环组成控制环路,其中,电压环控制输出电压稳定,电流环控制输入电流,从而保证变压器不会偏磁,但该电路不易实现输出限流功能.基于现有的推挽电路控制策略,通过对UC1825芯片软启动电压的控制,实现对激光载荷供电电源的输出限流控制.通过仿
【机 构】
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上海空间电源研究所,上海201100
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在空间电源领域,激光载荷一般通过供电电源挂载在平台母线或蓄电池母线上,为了减小后级载荷工作时对前级的电流反射纹波,激光载荷供电电源一般均需要具备限流输出的能力.推挽电路因具有隔离式、中功率、驱动简单等优势,适合用作激光载荷供电电源的主功率拓扑.推挽电路一般由电压外环和峰值电流内环组成控制环路,其中,电压环控制输出电压稳定,电流环控制输入电流,从而保证变压器不会偏磁,但该电路不易实现输出限流功能.基于现有的推挽电路控制策略,通过对UC1825芯片软启动电压的控制,实现对激光载荷供电电源的输出限流控制.通过仿真及实验验证,该限流控制策略适用于推挽电路,且限流功能优异、可靠性高.
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通过建立数学模型分析正弦脉宽调制(SPWM)逆变器死区对桥臂和输出电压基波和谐波含量的影响机理,首先在开环情况下分析死区对桥臂电压基波与低次谐波的影响;接着分析闭环情况下死区影响输出电压谐波含量的关系,提出在闭环情况下理论建模时将死区的影响等效为在桥臂电压上叠加了相应谐波频率次的误差电压的分析方法并证明其正确性,进一步提出闭环情况下由于死区引起的低次谐波的估算方法,并从参数设计的角度指出减小死区影响的方法.另外提出考虑死区对基波影响后的逆变器直流母线电压(调制比)优化选取方法.通过仿真和实验验证了以上结果
在此基于一类双极性高压脉冲发生电路拓扑提出了一种带主动截尾的改进型控制策略.该拓扑是将全固态单极性Marx电路和全桥结构相结合构成可级联全固态双极性Marx单元.在不增加半导体开关数量的前提下,通过在双极性高压脉冲电源中引入主动截尾控制,实现了双极性脉冲下降沿陡化,将下降沿时间控制在20 ns以内.研制了一台双极性高压脉冲电源原理样机,并进行了实验验证.结果 表明主动截尾控制方法显著陡化了脉冲下降沿,并提升了双极性脉冲放电的能量利用效率和含氮激发态成分浓度.
有源中点箝位型五电平(ANPC-5L)逆变器的死区效应会导致相电压跨电平状态的跳变,跨电平的脉宽调制(PWM)波经过长电缆传输至电机侧又会产生将近2倍的过电压,严重影响设备安全.传统以相电流极性为基础的死区效应消除方法对传感器的精度要求较高,且在电流过零点附近极易出现误判.针对上述问题,提出了一种无传感器的ANPC-SL逆变器死区效应消除方法.该方法以逆变器的拓扑结构及开关状态为基础,首先分析了死区效应产生跨电平跳变的原因.在不检测电流极性的前提下,再通过对特定开关管进行控制,限制了产生跨电平状态的续流回
目前国内地铁车辆转向架存在种类繁多、结构强度裕量不足、备品备件种类过多等问题.针对这些问题,开展了系列化中国标准地铁列车转向架的研发工作,完成了四种转向架平台的搭建,对检修必换件、易损易耗件等进行通用化设计,并对轴箱轴承、电机轴承、齿轮箱轴承、联轴节等关键部件进行了技术统型.文章对标准地铁列车转向架的平台搭建、仿真计算、零部件的简统化以及关键部件技术攻关等进行了详细阐述.
为解决动力电池在成组使用时出现不一致性,提出了一种基于LLC谐振变换器的串联电池组均衡电路.LLC谐振变换器可将能量直接从最高电压电池转移到最低电压电池,实现了变换器初级开关的零电压开关(ZVS)和近零电流开关(ZCS),并在变换器次级电路中实现二极管的ZVS.为验证该均衡电路的有效性,搭建了由6节电池组成的均衡电路进行仿真实验.实验结果表明,2W时电池组达到了93.5％的最大效率.在60 min时6节电池的电压趋于一致,所有电池均达到平衡.同时,无论是在静置、充电还是放电状态下,该均衡器的精确度都可以维
在平板气膜实验台上安装涡流发生器(VG)来模拟叶栅中的流向涡,利用红外相机测量吹风比M=0.5～2.5时的气膜冷却效率和传热系数,分析二次流对扇形孔气膜冷却效果的影响.结果 表明:流向涡增强了主流与气膜射流的掺混,导致气膜绝热冷却效率明显下降以及覆盖面积减小,气膜面平均冷却效率最高降低了63％;当吹风比达到2.5时,流向涡能抑制扇形孔射流在高吹风比时的吹离趋势,抵消了部分主流与冷气掺混导致的气膜横向平均冷却效率降低的影响;流向涡使气膜与壁面的横向传热系数比增大了3.5％,壁面的热通量比最高上升了20％,在
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最近电平-脉宽调制(NL-PWM)是将最近电平调制(NLM)和脉宽调制(PWM)结合的混合调制方法,在级联H桥(CHB)型换流器中具有广泛的应用前景,但其在实施过程中会出现窄脉冲,对CHB工作效率、输出电压质量和功率器件的安全运行产生不利影响.此处分析了传统NL-PWM窄脉冲问题的产生机理,提出了一种能够避免窄脉冲的改进型NL-PWM策略,分析了其避免窄脉冲原理并对其进行频谱分析.研究表明改进型NL-PWM在有效避免窄脉冲的同时,谐波特性优于传统NL-PWM.仿真和实验验证了理论分析的正确性.
双有源桥(DAB)变换器在闭环追踪功率快速调节的过程中,移相比的突变会造成随后几个开关周期内暂态直流偏置的产生.暂态直流偏置会导致开关管电流应力增大,严重时还会引发变压器磁饱和.此处重点分析DAB变换器在三重移相(TPS)控制下,通过调整暂态过程期间开关管开通关断时刻,使DAB变换器在移相比突变之后在一个开关周期内过渡到下一稳定状态.该方案可以减小移相比突变带来的电流冲击和直流偏置,加快暂态过渡过程,且该方案同样适用于单移相(SPS)、扩展移相(EPS)和双重移相(DPS).最后搭建实验平台,通过实验结果
超声波电源系统是一种工作在谐振频率将电能转化为超声能的装置,其核心就是频率跟踪控制和功率调节控制.但换能器的温度、刚度变化都会引起谐振频率漂移现象,它不仅会降低系统工作效率,还会损坏电路元器件.为了解决此问题,提出了一种基于FPGA的谐振自动跟踪策略,将快速傅里叶变换(FFT)算法与模糊比例积分微分(PID)控制算法相结合,能够快速捕捉到系统的最佳工作频率.首先,将采样得到的电压、电流时域信号经过FFT算法处理后转换为频域信号,得到其相位信息.然后将相位差和输出功率作为模糊PID控制器的输入来实现谐振自动