高壓TSC(Thyristor Switch Capacitor)裝置是指額定工作電壓為6kV-35kV晶閘管投切電容器補償裝置,是一種典型靜止無功補償器,其對增強系統(tǒng)穩(wěn)定性、提高系統(tǒng)運行經濟性,保證電壓質量及改善電能質量都能發(fā)揮良好的作用。目前國內對高壓TSC裝置研制與生產還處于起步階段,加速高壓TSC裝置的國產化,對在我國電力系統(tǒng)中早日推廣與應用高壓TSC裝置具有重大意義。 首先在無功功率的測量上,如何在有諧波干擾等復雜環(huán)境下準確檢測無功功率,本文采用了基于快速傅立葉變換的方法,可以很好的完成無功功率的采集。在主電路結構上,晶閘管開關閥是高壓TSC裝置的關鍵構成部件,高壓TSC裝置要求晶閘管開關應具有良好的電氣性能,要求晶閘管開關應是有效和可靠的。本文通過晶閘管特性和串聯(lián)技術的研究,給出了晶閘管串聯(lián)開關的靜態(tài)均壓和動態(tài)均壓方法,設計出合理使用的電路結構。通過仿真分析,驗證了均壓電路的效果。 電容器無涌流投入技術也是TSC主要研究點,由于在高壓系統(tǒng)中器件兩端承受的電壓較高,低壓TSC系統(tǒng)中常用的過零固態(tài)繼電器或集成過零觸發(fā)芯片滿足不了耐壓的需要,本文設計了專門的過零檢測及觸發(fā)電路,在器件兩端電壓過零時觸發(fā),避免了由于電容器殘壓過高而造成的巨大沖擊電流,從而在硬件電路上實現電容器組的無過渡過程投切,電路簡單可靠。同時,在控制策略上將幾種投切判據進行了比較,采用了電壓無功復合投切判據,以無功功率作為主判據,電壓作為輔助判據,有效地克服了僅以功率因數作為投切判據的控制方式中的輕載時容易產生投切振蕩而重載時容易出現補償不充分的缺點。
上傳時間: 2013-05-24
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高精度慣性加速度計能夠實現實時位移檢測,在當今民用和軍用系統(tǒng)如汽車電子、工業(yè)控制、消費電子、衛(wèi)星火箭和導彈等中間具有廣泛的需求。在高精度慣性加速度計中,特別需要穩(wěn)定的低噪聲高靈敏度接口電路。事實上,隨著傳感器性能的不斷提高,接口電路將成為限制整個系統(tǒng)的主要因素。 本論文在分析差動電容式傳感器工作原理的基礎上,設計了針對電容式加速度計的全差分開環(huán)低噪聲接口電路。前端電路檢測傳感器電容的變化,通過積分放大,產生正比于電容波動的電壓信號。 本論文采用開關電容電路結構,使得對寄生不敏感,信號靈敏度高,容易與傳感器單片集成。為了得到微重力加速度性能,設計電容式位移傳感接口電路時,重點研究了噪聲問題和系統(tǒng)建模問題。仔細分析了開環(huán)傳感器中的不同噪聲源,并對其中的一些進行了仿真驗證。建立了接口電路寄生電容和寄生電阻模型。 為了更好的提高分辨率,降低噪聲的影響如放大器失調、1/f噪聲、電荷注入、時鐘饋通和KT/C噪聲,本論文采用了相關雙采樣技術(CDS)。為了限制接口電路噪聲特別是熱噪聲,著重設計考慮了前置低噪聲放大器的設計及優(yōu)化。由于時鐘一直導通,特別設計了低功耗弛豫振蕩器,振蕩頻率為1.5M。為了減小傳感器充電基準電壓噪聲,采用兩級核心基準結構設計了高精度基準,電源抑制比高達90dB。 TSMC 0.18μm工藝中的3.3V電壓和模型,本論文進行了spectre仿真。 關鍵詞:MEMS;電容式加速度計;接口電路;低噪聲放大器;開環(huán)檢測
上傳時間: 2013-05-23
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蓄電池組已越來越廣泛地應用于交通運輸、電力、通信等諸多領域和部門,其壽命直接關系到能源的有效利用以及相應系統(tǒng)的整體壽命、可靠性和成本。本課題從提高電池壽命的角度研究串聯(lián)蓄電池組的充電問題,基于前人使用磁放大器作后級調整的基礎上,提出了一種新穎的基于開關管MOSFET后級調整和高頻母線的蓄電池組分布式單體充電方法。所有二次側電路通過高頻母線的形式共用一個一次側電路;在兼顧效率、體積和成本的前提下有效的解決了串聯(lián)蓄電池組的充電不均衡問題。 論文對采用雙管正激拓撲的高頻母線產生電路的設計給出了說明;同時也介紹了幾種后級調整方法及各自優(yōu)缺點。針對后級調整中的同步問題,提出了幾種產生同步鋸齒波的解決方案。最后利用同步脈沖產生電路,采用最常見的UC3843芯片,產生穩(wěn)定可靠的同步鋸齒波,實現后級調整開關動作與母線方波電壓的同步。并且針對多路后級調整場合下,采取措施減小了母線電壓毛刺,同時也改善了電流采樣波形。 論文設計了一套單體3500mAh、3.7V鋰離子電池組的單體獨立充電器,以雙管正激電路為原邊電路作為主模塊,次級是以MOSFET作后級調整電路實現充電功能作為充電電路模塊。試驗中采用了四個充電電路模塊,同時對四個鋰離子電池單體分別獨立充電。充電電路模塊中,通過控制MOFET開關,可實現鋰電池的恒流、恒壓充電和滿充切斷,充電電壓和充電電流可精確控制在1%以內。該充電電路并能顯示電池充電狀態(tài),并在單體充電電路間傳遞充電狀態(tài)信號,最后反饋給母線電路以控制母線電壓輸出的開通與關斷。特別指出的是該電路的過放電檢測功能,是直接利用電池自身電壓來檢測得出電池自身是否處于過放電狀態(tài)判定信號,并在充電模塊間傳遞,最后得出蓄電池組過放電判定信號。整機有較低的待機功耗,并均使用了低成本器件,進一步降低了成本。 論文給出了詳細的設計過程,最后通過實驗將該方案與串聯(lián)充電方案比較,驗證了該充電方案的可靠性與優(yōu)越性。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力電子技術的發(fā)展,交流電源系統(tǒng)的電能質量問題受到越來越多的關注。傳統(tǒng)的整流環(huán)節(jié)廣泛采用二極管不控整流和晶閘管相控整流電路,向電網注入了大量的諧波及無功,造成了嚴重的污染。提高電網側功率因數以及降低輸入電流諧波成為一個研究熱點。功率因數校正技術是減小用電設備對電網造成的諧波污染,提高功率因數的一項有力措施。本文所做的主要工作包括以下幾部分: 1.分析了單位功率因數三相橋式整流的工作原理,這種整流拓撲從工作原理上可以分成兩部分:功率因數補償網絡和常規(guī)整流網絡。在此基礎上,為整流電路建立了精確的數學模型。 2.這種單位功率因數三相橋式整流的輸入電感是在額定負載下計算出的,當負載發(fā)生變化時,其功率因數會降低。針對這種情況,提出了一種新的控制方法。常規(guī)整流網絡向電網注入的諧波可以由功率因數補償網絡進行補償,所以輸入功率因數相應提高。負載消耗的有功由電網提供,補償網絡既不消耗有功也不提供任何有功。根據功率平衡理論,可以確定參考補償電流。雙向開關的導通和關斷由滯環(huán)電流控制確定。在這一方法的控制下,雙向開關工作在高頻下,因此輸入電感值相應降低。仿真和實驗結果都表明:新的控制方法下,負載變化時,輸入電流仍接近于正弦,功率因數接近1。 3.根據IEEE-519標準對諧波電流畸變率的要求,為單位功率因數三相橋式整流提出了另一種控制方法。該方法綜合考慮單次諧波電流畸變率、總諧波畸變率、功率因數、有功消耗等性能指標,并進行優(yōu)化,推導出最優(yōu)電流補償增益和相移。將三相負載電流通過具有最優(yōu)電流補償增益和相移的電流補償濾波器,得到補償后期望的電網電流,驅動雙向開關導通和關斷。仿真和實驗都收到了滿意的效果,使這一整流橋可以工作在較寬的負載范圍內。 4.單位功率因數三相橋式整流中直流側電容電壓隨負載的波動而波動,為提高其動、靜態(tài)性能,將簡單自適應控制應用到了直流側電容電壓的控制中,并提出利用改進的二次型性能指標修改自適應參數的方法,可以在實現對參考模型跟蹤的同時又不使控制增量過大,與常規(guī)的PI型簡單自適應控制相比在適應律的計算中引入了控制量的增量和狀態(tài)誤差在k及k+1時刻的采樣值。利用該方法為直流側電壓設計了控制器,并進行了仿真與實驗研究,結果表明與PI型適應律相比,新的控制器能提高系統(tǒng)的動態(tài)響應性能,負載變化時系統(tǒng)的魯棒性更強。
上傳時間: 2013-06-15
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隨著用戶對供電質量要求的進一步提高,模塊化UPS 并聯(lián)系統(tǒng)獲得了越來越廣泛的應用。本文以模塊化UPS為研究對象,根據電路結構,將其分為直流部分模塊化和交流部分模塊化分別進行討論。整流環(huán)節(jié)對Boost-PFC 電路進行并聯(lián)控制,實現直流部分的模塊化;逆變環(huán)節(jié)在瞬時電壓PID 控制的基礎上,引入了瞬時均流的并聯(lián)控制策略,實現交流部分的模塊化。 介紹了有源功率因數校正技術的基本原理和控制思路,分析了單管雙Boost-PFC電路的工作過程,并將其簡化等效成常規(guī)的Boost 電路進行分析和控制。根據控制系統(tǒng)的結構,分別對電流控制環(huán)和電壓控制環(huán)進行了分析,得出了電感電流主要受電流指令的影響,而輸入輸出電壓差的影響則相對比較小;輸出電壓主要受參考給定指令電壓、緩啟給定指令電壓以及輸出電流等因素的影響。根據電流環(huán)和電壓環(huán)的解析表達式,給出了并聯(lián)控制的方法及原理。 對單相電路、三相電路以及多模塊并聯(lián)電路分別進行了仿真驗證,對多模塊的并聯(lián)系統(tǒng)進行了實驗驗證。建立了單相逆變器的數學模型,并加入PID 控制器,得到了輸出電壓的解析表達式,得出逆變器輸出電壓與參考給定電壓和輸出電流有關。利用極點配置的方法得到了模擬域PID 控制器參數的計算公式,并采用后向差分法,將其轉換到數字域,得到了數字PID 控制器參數與模擬域參數的換算關系。通過實驗測試和曲線擬合的辦法,得到了實際逆變器的電路參數。通過對所設計的數字PID 控制器進行仿真和實驗,驗證了理論分析和計算。建立了PID 電壓閉環(huán)的多逆變器并聯(lián)系統(tǒng)數學模型,分析得出并聯(lián)系統(tǒng)的輸出電壓主要由系統(tǒng)中各模塊的平均給定電壓決定,同時也受較高次的輸出諧波電流影響,受輸出基波電流影響相對較小;環(huán)流主要受模塊的給定電壓與系統(tǒng)平均給定電壓的偏差影響。針對環(huán)流產生的原因,提出了一種瞬時均流控制策略來減小系統(tǒng)環(huán)流對給定電壓偏差的增益,從而達到瞬時均流的目的。 對兩逆變模塊并聯(lián)的系統(tǒng)在各種工況下進行了仿真和實驗,驗證了理論分析的正確性和這種瞬時均流控制策略的可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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開關電源以其效率高、功率密度高在電源領域中占主導地位。開關電源多數是通過整流器與電力網相接的,經典的整流器是由二極管或晶閘管組成的一個非線性電路,其輸入電流波形呈脈沖狀,交流網側功率因數很低,在電網中會產生大量的電流諧波和無功功率而污染電網,成為電力公害。開關電源己成為電網最主要的諧波源之一。因此,進行網側功率因數校正成為目前研究的熱點之一。目前研究和應用得較多的高功率因數變換器要用兩級:DC/DC開關變換器串聯(lián)。這種電路的最大缺點是需要多個元器件、成本高、效率低,尤其在中小功率場合應用時很不經濟。現在國內外正在開發(fā)研究單級功率因數校正電路,具有很高的功率因數且成本低。因而研究單級功率因數校正及變換技術對抑制諧波污染、開創(chuàng)綠色電源以及實現當今開關電源的小型輕量化具有重大意義。 近年來隨著電子信息產業(yè)的高速發(fā)展,人們對開關電源的需求與日俱增,開關電源。PFC(Power Factor Correction)集成控制器己成為發(fā)展前景十分誘人的朝陽產業(yè)。隨著開關電源的廣泛應用,開關電源PFC集成控制器顯示出了強大的生命力,它具有集成度高、性價比高、外圍電路簡單和性能指標優(yōu)良等優(yōu)點,現已成為開發(fā)各類電源及開關電源模塊的優(yōu)選集成電路。 本文首先闡述了電網污染的危害、功率因數的定義,總結了各種功率因數校正變換器的典型拓撲,對各種拓撲的特點、應用場合及控制方法作了比較分析,著重詳細介紹了反激拓撲的功率因數校正變換器的應用及優(yōu)缺點。最后采用功率因數校正芯片SA7527進行了一個小功率電源的功率因數校正的設計,用實驗驗證了該設計的可行性,結果顯示功率因數能達到0.95左右,達到了較好的功率因數校正效果。
上傳時間: 2013-06-30
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諧振變換器相對硬開關PWM變換器,具有開關頻率高、關斷損耗小、效率高、重量輕、體積小、EMI噪聲小、開關應力小等優(yōu)點。而LLC諧振變換器具有原邊開關管易實現全負載范圍內的ZVS,次級二極管易實現ZCS諧振電感和變壓器易實現磁性元件的集成,以及輸入電壓范圍寬等優(yōu)點,因而得到了廣泛的關注。 本文對諧振變換器的基本分類和各種諧振變換器的優(yōu)缺點進行了比較和總結,并與傳統(tǒng)PWM變換器進行了對比,總結出LLC諧振變換器的主要優(yōu)點。并以400W LLC諧振變換器為目標設計,LLC前級使用APFC電路,后一級是LLC諧振變換器。 首先,基于FHA(基波分析法)的方法對LLC諧振變換器進了穩(wěn)態(tài)電路的分析,并詳細闡述了LLC諧振變換器在各個開關頻率范圍內的工作原理和工作特性。隨后,文章詳細比較了LLC諧振變換器與傳統(tǒng)的諧振變換器和半橋PWM變換器不同之處。 然后,文章分別采用分段線性法和擴展描述函數法建立了LLC諧振變換器的小信號模型。由于分段線性法建立的小信號模型僅考慮了LLC諧振變換器工作在滿負載的情況下,為了建立更具一般性的模型,論文又采用了擴展描述函數法建模,用以指導控制環(huán)路的設計。 接著,論文對整個系統(tǒng)進行了綜合設計。文章給出了APFC部分的主電路和控制補償回路的具體設計;同時,也做出了LLC諧振變換器主電路的具體設計,而LLC諧振變換器控制回路的設計,仍需要更深一步的研究,并需提出一種切實可行的設計方法。 最后,采用Pspiee軟件建立了仿真模型。仿真結果得出LLC諧振變換器能在負載和輸入電壓變化范圍都很大的情況下實現輸出電壓的穩(wěn)定調節(jié),并能實現場效應管和二極管的軟開關,驗證了理論分析的正確性;由于實驗條件的限制,制作的實驗電路板處于調試之中,希望進一步驗證理論設計的正確性。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著城市照明范圍的日益擴大,城市照明設施的管理問題就變得越來越突出,更為嚴重的是照明設備及照明電纜的頻繁被盜或損壞造成路燈亮不起來。這不但影響城市的景觀及交通,還可能給社會造成經濟損失和危害。尤其是近年來。傳統(tǒng)的防盜設備由于各自的缺陷,如不適合公用變壓器的路燈電纜、不適合超長線路、不適合關燈期間斷線報警等,使得路燈電纜偷盜的趨勢不斷惡化,解決該問題刻不容緩。針對這一情況,本文設計了一種能24小時工作的基于無線通信網絡GSM/GPRS的遠程監(jiān)控防盜系統(tǒng)。 本文利用無線網絡通信技術,采用GSM/GPRS網絡中的SMS和GPRS TCP數據傳輸技術,綜合單片機、數據庫、VB編程等技術,從硬件到軟件設計并實現了路燈電纜的遠程防盜監(jiān)控系統(tǒng)功能。 本文實現了一個基于GSM/GPRS的無線網絡的路燈電纜防盜系統(tǒng),該系統(tǒng)使用單片機集成的遠程控制器、無線通信網絡和控制中心服務器,來完成路燈電纜運行信號的監(jiān)測、采集、傳輸、存儲。在故障發(fā)生時,可以迅速的發(fā)出報警信號,并可以在控制中心監(jiān)控界面精確顯示出故障地點,并使用短消息通知相關人員采取相應措施,把損失降低到最小,對犯罪分子形成震懾。 經試驗驗證,該系統(tǒng)可以完成預期的大部分功能。能對路燈電纜實現24小時隨時監(jiān)控,在電纜停電或遭盜割可以區(qū)別報警。
上傳時間: 2013-04-24
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場效應管參數(5000種),Excel 文件格式
上傳時間: 2013-04-24
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在電力系統(tǒng)中,無功功率是影響電網穩(wěn)定的一個重要因素,它關系到整個電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定的運行,無功補償是保證電力系統(tǒng)高效可靠運行的有效措施之一。基于國內電力市場的需求現狀,考慮到無功補償的實現條件和經濟適應性,研制出了一種基于DSP TMS320LF2407A控制的TSC型低壓動態(tài)無功補償裝置。該裝置以實時的電網監(jiān)測數據為依據,以低壓網的最佳無功補償為對象。 本文主要研究了TSC無功補償的基本原理,無功補償的控制方式和原理,以及控制器的軟、硬件的設計。在硬件設計方面,由DSP TMS320LF2407A作為主控制器,能夠實現自動采樣計算、無功自動調節(jié)、故障保護、數據存儲等功能,具有比傳統(tǒng)的單片機控制運算速度高,實時性好的特點。采用晶閘管控制投切電容器,完全實現了電容器的快速,無弧,無沖擊投切,具有優(yōu)良的性能。在軟件上,采用C語言和匯編語言混合編程,遵循模塊化設計原則,提高了系統(tǒng)的通用性和維護的簡易程度。在投切原則上,與常見的功率因數控制方案相比較,采用電壓無功復合控制,避免了輕載投切振蕩,使無功調節(jié)更為合理。為了實現裝置應具有的功能,本文設計并制作了較為完整的控制電路及其外圍設備的硬件電路。它們包括觸發(fā)電路、采樣電路及通訊電路等。文中設計編寫了整個控制系統(tǒng)的控制程序,給出了控制軟件的結構框圖。在本文中,還設計了電容器保護電路,以及裝置在電網諧波含量超標時采取的保護措施。實驗結果表明,本裝置軟硬件設計合理,控制方法可行,系統(tǒng)運行可靠,達到了預期的目的。
上傳時間: 2013-04-24
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