开关电源全桥变换器的协同控制

为解决开关电源全桥变换器的非线性控制问题,将协同控制方法引入全桥变换器的控制器设计中,提出开关电源全桥变换器的协同控制方法。给出全桥变换器的数学模型,针对全桥变换器自身特点,定义新型宏变量以缩短系统动态响应时间;导出系统协同控制律,考虑系统对输入电压变化的鲁棒性,对控制律添加补偿量进行修正,提高系统控制精度,使得系统对输入电压和负载电阻的变化具有良好的抑制作用,Simulink仿真结果验证了该方法的有效性。     

DC/DC变换器的闭环控制系统分析和仿真

以轨道交通广泛应用的中小功率正激式稳压型开关电源控制为研究对象,通过对DC/DC开关电源的闭环控制系统的详细分析,给出了DC/DC变换器各部分的传递函数和波特图,引入PWM(脉宽调制)电源控制器对中小功率正激式稳压型开关电源控制电路进行了具体设计.稳压型开关电源的控制器由主控芯片UCC2570、外围时钟,以及锯齿波形成...     

同相牵引供电系统改进型混合电能质量调节器研究

传统的混合电能质量调节器HPQC在背靠背变换器中采用LC耦合支路和L耦合支路来降低变换器的补偿容量和直流电压，但HPQC只能在特定的负载条件下达到最小补偿容量。为了在所有负载条件下保持变换器补偿容量处于较低水平，本文提出了一种改进型混合电能质量调节器，采用晶闸管开关支路代替常规的固定耦合支路，动态调整支路阻抗，能够有效降低变换器补偿容量。     

一种宽供电范围开关电源变换器设计

为了满足宽供电范围需求,开发设计了一种电感耦合式Step-down CUK变换器开关电源,对该变换器的输入输出电流进行了稳态分析,表明变换器具有的电流连续特性,有利于提升变换器的功率密度;提出了一种变频控制策略及其实现方法,解决了变换器的稳定性问题。试验验证及批量装车考核表明该设计具有实用性。     

一种新型级联型变换器三角载波控制算法的仿真分析

级联型多电平变换器作为一种应用于高压大功率变换场合的新型变换器，其控制方法是当前的一个研究热点。基于现有的研究成果和控制自由度组合思想，讨论了一种已有的多电平变换器三角载波PWM控制方法，根据它的优缺点．提出了一种适用于级联型多电平变换器的新型PWM方法，介绍了其原理和特点。为了比较新旧算法的控制效果，采用功能强大的Matlab软件进行仿真研究，仿真结果表明，所提出的新方法不仅保持了原有的良好谐波特性，而且能够有效提高直流电压利用率，减少开关损耗。     

氢能与弓网并联供电系统的无缝切换控制方法

氢动力机车的氢能系统在并/离网切换时存在暂态过程,影响切换效果。文章提出了一种氢能与弓网并联供电系统的无缝切换控制方法。该方法将氢能供电侧Boost变换器并网状态与离网状态下的受控功率目标相联系,制定了Boost变换器统一功率指令配置策略,可实现Boost变换器受控功率目标对氢能与弓网供电系统并/离网状态的自适应调节,进而保证了并联系统的直流母线电压的稳定。该方法无需检测弓网侧AC/DC变换器状态,实现了氢能供电侧Boost变换器在并/离网控制状态下的平滑切换。通过分析下垂系数、直流母线电压和最小受控功率目标的关系,给出了氢能供电侧Boost变换器的最佳下垂系数设计方法。最后进行了RTLAB硬件在环试验,验证了所提方法在不同负载工况下稳定直流母线电压和实现氢能系统并/离网状态的平滑切换的有效性。     

DJ1型机车充电器的国产化改造

针对DJ1型电力机车原充电器的缺陷,设计了基于UC3854的Boost PFC电路和基于电流控制型PWM控制芯片UC2846的大功率DC/DC变换器的实用电路,并生产了DJ1型电力机车国产化充电器。实验结果证明,该充电器具有较好的负载特性和稳定性。     

单相高频链逆变器的一种控制方法

针对高频链逆变器正弦脉宽脉位调制(SPWPM)中周波变换器开关工作在高频时开关损耗较大的缺点,研究了一种新的周波变换器的控制方法。在功率因数接近1的应用场合,周波变换器开关只需要工作在输出电压频率,可有效减小变换器的开关损耗。基于单相推挽型高频链逆变器拓扑详细分析了相应的控制及其调制方法。结合这种周波变换器控制,研究了电压外环准比例谐振(PR)控制电感电流内环比例控制的双闭环控制策略。通过仿真和试验,证明了控制方案的可行性和有效性。     

基于蓄电池负载DC/DC变换器的数字式前馈控制器仿真分析

采用前馈控制的方式,可以提高带蓄电池负载的DC/DC变换器的动态性能。针对列车上采用的半桥式DC/DC电源装置设计了与其相适应的前馈控制器,并且对该系统进行了仿真。仿真分析表明,这种前馈控制方式能够大大改善系统的动态性能以及稳定精度。     

SPWM专用控制芯片及微处理器应用比较

本文介绍了几种常见的脉冲宽度调制SPWM专用控制芯片及微处理器：HEF4752、SLE4520、MA818、8XC196Mx等，比较了这些芯片的性能特点和应用场合。最后，提出了结论：要根据变频系统的设计要求及原则，综合考虑通用变频器的性能、结构以及专用控制芯片和微处理器的技术参数、市场主流性、可靠性、适应性、性价比等因素，合理地选择脉冲宽度调制SPWM的专用控制芯片及微处理器。     

基于双CPU的TSC控制器设计

晶闸管投切电容器（TSC）是静止无功补偿技术的发展方向之一。本文提出了一种基于双CPU的TSC控制器方案，并讨论了与补偿装置控制器相关的问题，包括电流无功分量准确而快速的计算、负载无功功率的计算及TSC投切判断。试验表明：该设备响应快，精度高，实现了无涌流投入。     

不间断电源在屏蔽门系统中的应用

屏蔽门采用1级负荷2路供电,同时配置不间断电源（uPS）作为备用电源,利用双电源切换装置对主备2路电源自动切换,正常状态时由主电源供电,当主电源断电、相电压过压、欠压或缺相时,自动切换到备用电源供电。当主电源恢复正常后,自动返回主电源供电。屏蔽门系统电源为其控制部分和驱动部分供电。不间断电源连接在输入电源和负载之间,为屏蔽门提供稳定和不间断的电源。     

计算机联锁系统辅助电源设计

介绍了多输出单端反激开关电源的设计方法,该方法适用于计算机联锁系统辅助电源的设计。分析多输出单端反激电源的工作原理,双闭环控制方式和工作模式;详细阐述了高频变压器的设计方法以及关键元器件和电路参数设计。该方法设计出的电源符合计算机联锁系统辅助电源性能要求,具有很大的实际工程价值。     

一种变压器耦合串联型三相二重化电压源逆变器的谐波特性分析

多重化电力变换器具有良好的输出特性,其有效开关频率高、波形质量好、动态响应快、冗余度高,在大容量电力变换器中占有优势.文章深入分析了一种变压器耦合串联型三相二重化电压源逆变器及其谐波特性,阐述了其物理意义,揭示了多重化后逆变器输出谐波的相位关系和对消规律.物理意义明确,易于理解.分析方法具有普遍性,可以应用于任意重化逆变器的谐波分析.     

无源滤波器在开关电源设计中的应用

传导性电磁干扰是电气设备开关电源中的主要干扰源,所以电磁兼容性指标已经成为开关电源设计的重要参数。从开关电源的工作原理出发,对开关电源的电磁干扰机理进行分析,研究使用无源滤波技术减少电磁干扰。从实际应用角度对无源滤波器中电容、电感等元件的特性进行了分析,给出了实用电路和元件参数。无源滤波技术在轨道交通空调专用电源上的应用结果表明,使用无源滤波技术对电磁干扰有很好的抑制效果。     

高速铁路车站电力谐波分析及抑制

介绍谐波的产生机理及主要分析方法,针对高速铁路车站存在的谐波污染问题,建立车站电力负荷谐波模型进行仿真分析,结合实际测量,得出铁路车站的谐波含量及特征。对铁路车站谐波进行超标率分析表明,按需滤除特征次数谐波设计的无源滤波器一般能够满足国标要求。含无源滤波功能的并联电容器组投切试验表明,合适的分组投切方式下,电容器组能够起到较好的谐波抑制效果。     

基于大功率有源滤波器的同相AT牵引供电系统

电气化铁道牵引负荷的非线性和不平衡性,导致牵引负荷功率因数低,注入电力系统的谐波、负序电流和无功功率较大,通信防护效果差,进行综合补偿容量大。介绍了大功率有源滤波器的结构,给出综合补偿电流检测和正弦脉宽调制方法。提出了在自耦变压器（AT）供电方式的基础上。以大功率有源滤波器为中心,结合三相变四相变压器和数字控制模块构成同相AT牵引供电系统,不仅能解决以上问题,而且可以取消“分相绝缘器”和节省自耦变压器。大功率有源滤波器由并联PWM变流器组成,具有拓扑结构简单,易控制、提供容量大、工作可靠等优点。仿真分析表明,该系统具有良好的可行性。     

一种采用无源软开关吸收电路技术的新型高效DC/DC变换器

主要从4个方面叙述了采用无源软开关吸收电路技术70 kW的DC/DC变换器,即(1)无源吸收电路的工作原理;(2)PWM控制方式的选择和比较;(3)大功率高频变压器的设计步骤;(4)一次侧整流电路二极管过冲电压限制以及吸收电阻的选型分析.最后给出了试验波形和效率曲线.     

基于空间矢量的直接功率控制策略

将直接功率控制应用于三相PWM整流器中,采用PWM空间矢量调制代替传统的开关逻辑表控制,避免了因开关频率不固定给整流器造成的不良影响。文章推导了该控制系统基于虚磁链的功率估算式,分析了功率调节器参数设计,研究了有功和无功功率调节器之间的相互耦合影响关系。仿真结果表明,在三相不平衡电压情况下,该控制方法具有功率因数高、电流谐波小、动态性能好等优点。     

25Hz轨道电路高频开关电源的研究

随着既有铁路提高列车速度，对铁路设备提出了更高要求。本文针对目前既有铁路广泛使用的工频轨道电源，提出一种利用高频开关电源技术研制的新型25Hz轨道电源进行替代。该电源采用正弦脉宽调制技术（SPWM）、功率因数校正技术（PFC）、全桥逆变技术和短路保护技术，将110V交流输出和220V交流输出整合在一个模块中。详细论述了该电源模块的组成和工作原理，解决了工程应用中的负载短路引起的模块输出中断、雷电保护及牵引电流干扰等关键问题，使模块的可靠性得到较大提高。模块内嵌入了监控单元，具有告警、通信、数据采集、控制等功能，使远程监控成为现实，减轻了工作量。该电源模块体积小、重量轻、效率高、智能化程度高，实际使用证明，该电源可以替代目前的工频电源。