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低压电器 1989年第6期 47-51页

作者： Michael Altenhuber 陈时杰

电力系统中低压大功率熔断器触刀受化学腐蚀影响,是一现实和不能忽视的问题。本文对低压大功率熔断器触刀的防腐蚀,从电镀材料、理论计算、参数测量到运行经验总结都作了详细介绍。

关键词：低压大功率熔断器防腐蚀触头

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低压大功率直流电源的研究与设计

低压大功率直流电源的研究与设计

作者：魏腾龙华南理工大学

学位级别：硕士

随着开关电源技术的不断发展,大功率开关电源在各行各业中占据着越来越重要的地位。目前,大功率开关电源正朝着高频、大功率、高效率、高可靠性、高功率密度、数字化方向发展。低压大功率开关电源由于能够输出低压大电流的特点,在很多... 详细信息

随着开关电源技术的不断发展,大功率开关电源在各行各业中占据着越来越重要的地位。目前,大功率开关电源正朝着高频、大功率、高效率、高可靠性、高功率密度、数字化方向发展。低压大功率开关电源由于能够输出低压大电流的特点,在很多重工业领域得到了应用,随着国家提出建设节能、环保型社会的要求,如何提高大功率开关电源的效率是所有行业人员共同的研究主题,因此,对相关技术的研究具有重要意义。本文以低压大功率直流电源为研究对象,研究如何提高其效率及实现数字化控制,采用了一种软开关技术与同步整流技术相结合的数字控制策略,即初级采用移相全桥软开关技术,次级采用同步整流技术,整个数字控制系统由DSP+CPLD组成。本文搭建了1000/12AV硬件实验平台,整个系统包括主功率电路、控制电路,辅助电源三部分。在控制器设计上,采用状态空间平均法对系统主电路进行小信号建模,通过对系统开环传递函数波特图的分析,采用自动控制原理零极点补偿理论,设计了合理的闭环控制器。为了验证所提出的控制策略的正确性,本文利用MATLAB搭建了仿真平台,通过仿真分析验证了所提出的控制策略能够实现初级全桥电路开关管的软开关,同时验证了同步整流控制策略的正确性。最后对搭建的系统进行实际调试,验证了数字控制器、驱动电路、辅助电源的正确性,以及本文采用的控制策略的正确性。

关键词：低压大功率高效率同步整流数字控制软开关

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低压大功率变频电源研究与设计

低压大功率变频电源研究与设计

作者：杨林昌华南理工大学

学位级别：硕士

随着全球进入由工业3.0到工业4.0过渡的迅猛发展时机,变频电源特别是大功率变频电源迎来了前所有未的挑战和机遇。低压大功率变频电源由于能够输出低压大电流的特点在航空航天、电镀电焊等重工业领域具有广泛的应用,其相关技术的研究具... 详细信息

随着全球进入由工业3.0到工业4.0过渡的迅猛发展时机,变频电源特别是大功率变频电源迎来了前所有未的挑战和机遇。低压大功率变频电源由于能够输出低压大电流的特点在航空航天、电镀电焊等重工业领域具有广泛的应用,其相关技术的研究具有重要战略意义。本文围绕低压大功率变频电源的研究与设计展开讨论,通过对比各种拓扑结构,最终选择全桥全波式的结构作为低压大功率变频电源的主电路拓扑,全波结构周波变换器采用多个MOSFET并联进行同步整流,以容纳更大电流。本文详细介绍了单极性移相控制策略的开关模态和小信号特性,并分析了低压大功率变频电源设计中的关键问题。本文针对变频电源输出为12V/1000A的情况进行了仿真分析和硬件结构设计。本文基于MATLAB仿真软件,对整个系统进行仿真模块的搭建,并进行开环和闭环控制仿真。开环仿真对相关波形进行了详细分析,同时也为硬件参数的设计提供了参考和验证。闭环仿真设计介绍了单闭环和双闭环两种控制策略,并根据理论设计了相应的控制器,仿真结果验证了所设计控制器的正确性。本文从主电路、控制电路、辅助电源系统三个方面介绍了所设计低压大功率变频电源样机的硬件结构:主电路部分包括三相整流滤波电路、软启动电路、功率开关管设计、磁性器件设计几个方面;控制电路部分包括DSP核心处理器电路、驱动电路、信号检测与调理电路、过流保护电路几个方面;辅助电源部分介绍了两级级联结构多路输出开关电源的拓扑方案和硬件结构设计。最后基于设计本文搭建了12V/1000A变频电源实验平台,并进行相关的实验:辅助电源系统实验表明所设计的辅助电源具有良好的性能,可以为变频电源系统提供不同的电压需求;DSP数字化实现与实验表明DSP应用于变频电源中可以灵活的实现复杂的逻辑输出和控制;驱动电路实验验证了所设计驱动电路的正确性;系统控制策略实验验证了单极性移相控制策略的可行性和有效性。

关键词：低压大功率单极性移相控制 MATLAB仿真辅助电源 DSP数字化控制

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低压大功率同步整流电源研究与设计

低压大功率同步整流电源研究与设计

作者：刘时宇华南理工大学

学位级别：硕士

低压大功率开关电源由于其低压大电流的特点,在重工业领域中有着广泛的应用和研究。随着节能环保的时代需求与日俱增,大功率开关电源正朝着高频率、高效率、高可靠性、高功率密度和标准化、模块化、智能化、电磁兼容化的“四高”、“四... 详细信息

低压大功率开关电源由于其低压大电流的特点,在重工业领域中有着广泛的应用和研究。随着节能环保的时代需求与日俱增,大功率开关电源正朝着高频率、高效率、高可靠性、高功率密度和标准化、模块化、智能化、电磁兼容化的“四高”、“四化”方向发展,如何降低大功率开关电源的损耗,提高电源效率成为了现代开关电源的热门研究主题。本文以低压大功率同步整流电源为研究对象,对开关电源拓扑结构及同步整流相关技术做了讨论,研究了如何降低大功率开关电源损耗、提高效率以及实现数字化控制。针对同步整流MOS管结电容引起的电压振荡问题,提出了一种新型的同步整流有源钳位电路,并设计了应用这一新型有源钳位电路的数字控制同步整流开关电源。本文在12V/1000A的输出条件下对所设计的电源进行了硬件结构设计和仿真分析。硬件结构设计从功率电路和信号电路这两部分出发,详细介绍了电源的输入整流滤波电路、全桥逆变电路、变压器、全波同步整流电路、输出滤波电路、驱动电路、采样电路、控制电路及辅助电源电路的设计。在同步整流的驱动方法上,采用了基于初级控制信号与次级检测信号的数字控制外驱动技术。为了验证所提出的驱动方法的正确性以及有源钳位电路的效果,通过MATLAB搭建了电源的各个模块,建立主电路小信号模型,设计闭环控制器,对电源系统进行了开环和闭环仿真,通过仿真分析验证了控制策略的合理性以及有源钳位电路对同步整流MOS管电压振荡的有效性。最后,对初步搭建的实验平台进行了初步调试,验证了辅助电源波形及驱动信号波形。

关键词：低压大功率同步整流有源钳位数字控制软开关

适用于载人航天器的低压大功率电源系统的设计

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适用于载人航天器的低压大功率电源系统的设计

作者：刘志强上海交通大学

学位级别：硕士

载人航天是航天技术领域最引人关注的项目，载人航天器具有各类航天器中最复杂的控制技术，对航天器的可靠性、安全性要求也最为苛刻。其技术水平的高低标志着一个国家科技综合实力的高低。目前我国已经成功将宇航员送入太空，初步掌握... 详细信息

载人航天是航天技术领域最引人关注的项目，载人航天器具有各类航天器中最复杂的控制技术，对航天器的可靠性、安全性要求也最为苛刻。其技术水平的高低标志着一个国家科技综合实力的高低。目前我国已经成功将宇航员送入太空，初步掌握了太空行走和交会对接技术。下一步，我国将研制功能更为复杂的新一代载人航天器，而随着航天器功能越来越复杂，所要求的电源负载功率也越来越大，目前国内载人航天器的电源系统已经无法满足新任务的功率需求。在此背景之下，本文提出一种适用于载人航天器的新型低压大功率电源系统的设计方案，并对其关键技术进行研究，为载人航天后续任务提供电源系统的大功率需求的保障。航天器的电源系统主功率供电回路输出的额定电压一般称之为电源系统的母线电压，该母线电压的大小取决于负载的要求以及航天器的需求[1,2,3]。设计大功率的航天电源系统，目前常用的一种思路为提高电源系统的母线电压。目前国际上很多国家都在对高压航天电源系统进行研究[4,5,6,7]，国内高压母线电源系统研究也已经起步，并且已经取得了一些成功的经验，但技术尚不成熟。而随着航天器母线电压的提升，很多负面影响难以避免，高压电源系统的可靠性还有待提高。从安全性角度考虑，载人飞行器也不适合使用过高的母线电压，以危及宇航员安全。另外，从国家航天科技战略角度考虑，大功率航天器电源系统，高低压体制各有优势和劣势，我们在研究高压母线电源系统的同时，也必须掌握低压大功率电源系统的关键技术。综合以上因素，本文设计的适用于载人航天器的低压大功率电源系统，将采用相关技术、基础器件以及设备相对成熟[2,3]，且在人体正常安全承受范围内的28V低压母线系统。本文为提高系统整体可靠性和降低电源系统单机组充放电功率压力，首次创新性地采用了三机组系统设计方案，在储能电池选择上，首次采用了性能优势明显，但控制相对复杂的锂离子蓄电池作为储能电池。为此，本文对采用三机组方案所面临的机组间放电均衡设计、故障重构策略，以及采用锂离子电池的充放电控制技术进行了重点研究。并从系统控制拓扑选型，太阳电池阵设计、功率调节单元设计等方面对电源系统进行了整体设计。其后对系统重点控制技术和电路进行了电路仿真，并且进行了系统能量平衡分析，理论上验证了系统方案的可行性。最后根据电源系统方案，完成了地面工程样机系统的研制，并对样机系统进行了功能、性能测试，地面测试数据满足设计要求，同时在此基础上提出了后续完善建议。本文从实际工程应用出发，结合目前国内外成熟设计方案，对载人航天器三机组低压大功率电源系统进行了整体方案设计，解决了载人航天后续任务大负载的功率需求。方案中采用了目前最先进的锂离子蓄电池，并且设计、验证了其充放电控制技术。在三机组电源系统研制过程中所采用的多机组均流并网控制技术，多机组的故障重构技术等均为国内航天器电源系统首次应用，为后续航天型号任务更大功率，更复杂的多机组电源并网控制、在轨能量管理的研制做出了技术贡献。

关键词：多机组均流低压大功率电源系统低轨道航天器