隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,高壓換流設備在工業(yè)應用中日益廣泛。其核心元件晶閘管(SCR)的電壓與電流越來越高(已達到10KV/10KA以上),應用場合要求也越來越高。在國際上,晶閘管的光控技術(shù)發(fā)展日益成熟。根據(jù)對國內(nèi)晶閘管技術(shù)發(fā)展前景和需求的展望,本文采用自供電驅(qū)動技術(shù)與光控技術(shù)相結(jié)合,研發(fā)光控自供電晶閘管驅(qū)動控制板,然后與晶閘管本體相結(jié)合即形成光控晶閘管工程化實現(xiàn)模型,其可作為光控晶閘管的替代技術(shù)。 在工程應用中,光控晶閘管的典型應用場合為四象限高壓變頻器和國家大型直流輸變電系統(tǒng)等。隨著國家節(jié)能工程的實施,高壓變頻器的應用范圍越來越廣泛,已成為工業(yè)節(jié)能中的重要環(huán)節(jié)。高壓直流換流系統(tǒng)難度大,技術(shù)復雜,要求高,本論文研究的光控晶閘管替代技術(shù)只作為其儲備技術(shù)之一。本論文以電流源型高壓變頻器作為該光控晶閘管替代技術(shù)的應用背景重點闡述。 電流源型高壓變頻器為了提高單機容量,通常是數(shù)個SCR串聯(lián)使用。隨著系統(tǒng)容量越來越大,裝置對高壓開關(guān)器件的要求也越來越高。如果一組串聯(lián)SCR中某一個SCR該導通時沒有導通,那么加在該組SCR上的電壓都將加到該SCR上形成過電壓,造成該器件的擊穿損壞,甚至于一組串聯(lián)SCR都被燒壞。為了克服上述問題,保證高壓變頻器中串聯(lián)晶閘管能夠安全可靠的工作,提高系統(tǒng)可靠性,有必要為晶閘管配備后備驅(qū)動系統(tǒng)。本文提出了給SCR驅(qū)動電路增設自供電驅(qū)動系統(tǒng)——SPDS (Self—Powered Drive System)的解決辦法。SPDS基本功能是通過高位取能電路利用RC緩沖電路中的能量為監(jiān)測電路和后備觸發(fā)電路提供正常工作所需要的能量。它的優(yōu)點是由于緩沖電路與晶閘管同電位,自供電驅(qū)動系統(tǒng)要求的電壓隔離水平可以從幾千伏降低到幾百伏,節(jié)省了高壓隔離變壓器,節(jié)省了成本和體積,提高了系統(tǒng)可靠性。國外對相關(guān)內(nèi)容已經(jīng)有了深入研究,并將其應用在高壓變頻器產(chǎn)品中。在國內(nèi),目前還沒有查到相關(guān)文獻。本文為基于晶閘管的電流源型高壓變頻器設計了一種高壓晶閘管自供電驅(qū)動系統(tǒng),填補了國內(nèi)空白,為自供電驅(qū)動系統(tǒng)的推廣應用和其他高壓開關(guān)器件自供電驅(qū)動系統(tǒng)的研制提供了參考。 本文詳細介紹了串聯(lián)高壓晶閘管驅(qū)動系統(tǒng)的要求和RC緩沖電路的工作特 點,進而提出了SPDS的工作原理和具體實現(xiàn)方式,闡述了SPDS各部分組成及其功能。SPDS的核心技術(shù)是取能回路和觸發(fā)方式的設計。本文在比較各種高壓取能方式和觸發(fā)方式優(yōu)缺點的基礎上,選擇采用RC緩沖取能方式和光纖觸發(fā)方式。 論文基于Multisim10仿真軟件,結(jié)合高壓晶閘管自供電驅(qū)動系統(tǒng)取能電路的原理,對高壓晶閘管自供電驅(qū)動系統(tǒng)的核心部分——SPDS取能電路進行了仿真。通過搭建帶SPDS取能電路的單相晶閘管仿真電路和電流源型高壓變頻器前側(cè)變流電路的仿真模型,詳細討論了影響RC取能回路正常工作的各種因素。同時,通過設定仿真電路的參數(shù),分析了其工作狀況。根據(jù)得到的仿真波形圖,證明了高壓晶閘管自供電驅(qū)動系統(tǒng)可以達到有效觸發(fā)晶閘管導通的設計目標,具有可行性。 為考察SPDS的實際工作性能,本文搭建了簡易的SPDS低壓硬件實驗平臺,為其高壓條件下的工程化應用打好了基礎。 在論文的最后,對高壓晶閘管自供電驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展方向進行了展望。 關(guān)鍵詞:高壓變頻器;晶閘管驅(qū)動;自供電系統(tǒng);高壓換流;光控晶閘管
上傳時間: 2013-05-26
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隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展,雙向DC/DC變換器的應用日益廣泛。尤其是軟開關(guān)技術(shù)的出現(xiàn),使雙向DC/DC變換器不斷朝著高效化、小型化、高頻化和高性能化的方向發(fā)展,軟開關(guān)技術(shù)的應用可以降低雙向DC/DC變換器的開關(guān)損耗,提高變換器的工作效率,為變換器的高頻化提供可能性,從而減小變換器的體積,提高變換器的動態(tài)性能。雙向DC/DC變換器在直流不停電電源系統(tǒng)、航空電源系統(tǒng)、電動汽車等車載電源系統(tǒng)、直流功率放大器以及蓄電池儲能等場合都得到了廣泛的應用。 本論文首先在研究硬開關(guān)的缺陷上,提出軟開關(guān)技術(shù);然后在研究雙向DC/DC變換器的基本工作原理的基礎上,對雙向DC/DC變換器的應用及軟開關(guān)雙向DC/DC變換器的幾種拓撲結(jié)構(gòu)進一步闡述;把軟開關(guān)技術(shù)和雙向DC/DC變換器技術(shù)有機地結(jié)合在一起,提出一種新型的雙向DC/DC變換器的拓撲結(jié)構(gòu)。該雙向DC/DC變換器的降壓變換電路采用移相控制ZVSPWMDC/DC變換器;升壓變換電路采用Boost升壓和推挽式升壓兩種變換器相結(jié)合的兩級升壓的新型變換器。 在分別對移相控制ZVSPWMDC/DC變換器和Boost推挽式DC/DC變換器的工作原理進行分析研究的基礎上,使用PSpice9.2計算機仿真軟件對變換器的主電路進行仿真和分析,驗證該新型雙向DC/DC變換器的拓撲結(jié)構(gòu)設計的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著世界能源危機的到來,太陽能光伏發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中正在發(fā)揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網(wǎng)逆變器的性能還需要進一步提高。為了迎合市場上對高品質(zhì)、高性能、智能化并網(wǎng)逆變器的需求,我們將ARM+DSP架構(gòu)作為并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強大功能,使并網(wǎng)逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學魯能實習基地“光伏并網(wǎng)逆變器項目”,目前已經(jīng)試制出樣機。本人主要負責并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設計工作。本文主要研究內(nèi)容有: @@ 1.本并網(wǎng)逆變器采用了內(nèi)高頻環(huán)逆變技術(shù)。文中詳細分析了這種逆變器的優(yōu)缺點,進行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 @@ 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網(wǎng)逆變器的控制算法進行仿真,包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗證了所設計算法的可行性,對DSP程序開發(fā)提供了很好的指導意義。 @@ 3.本文將ARM+DSP架構(gòu)作為逆變器的控制系統(tǒng),并設計了相應的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數(shù)據(jù)采集、硬件電流保護、電源、eCAN總線,SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網(wǎng)總線、LCD顯示、實時時鐘、鍵盤等硬件電路。 @@ 4.本文設計和實現(xiàn)了兩種最大功率點跟蹤控制算法:功率擾動觀察法或增量電導法;孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式,被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結(jié)合的方式,主動式采用正反饋頻率偏移法;為了實現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相,使用了軟件鎖相環(huán)控制技術(shù)。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 @@ 5.本文也給出了AD數(shù)據(jù)采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網(wǎng)、PWM輸出等程序流程圖,以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機控制系統(tǒng)主程序流程圖。 @@ 6.最后對并網(wǎng)逆變器樣機進行實驗結(jié)果分析。結(jié)果顯示:該樣機基本上實現(xiàn)了本文提出的設計方案所應完成的各項功能,樣機的性能比較理想。 @@關(guān)鍵詞:太陽能光伏;并網(wǎng)逆變器;SPWM; DSP; ARM
上傳時間: 2013-07-09
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本文將高效數(shù)字調(diào)制方式QAM和軟件無線電技術(shù)相結(jié)合,在大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA上對16QAM算法實現(xiàn)。在當今頻譜資源日趨緊缺的情況下有很大現(xiàn)實意義。 論文對16QAM軟件實現(xiàn)的基礎理論,帶通采樣理論、變速率數(shù)字信號處理相關(guān)抽取內(nèi)插技術(shù)做了推導和分析;深入研究了軟件無線電核心技術(shù)數(shù)字下變頻原理和其實現(xiàn)結(jié)構(gòu);對CIC、半帶等高效數(shù)字濾波器原理結(jié)構(gòu)和性能作了研究;16QAM調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)設計采用自項向下設計思想;采用硬件描述語言VerilogHDL在EDA工具QuartusII環(huán)境下實現(xiàn)代碼輸入;對系統(tǒng)調(diào)試采用了算法仿真和在系統(tǒng)實測調(diào)試相結(jié)合方法。 論文首先對16QAM調(diào)制解調(diào)算法進行系統(tǒng)級仿真,并對實現(xiàn)的各模塊的可行性仿真驗證,在此基礎上,完成了調(diào)制端16QAM信號的時鐘分頻模塊、串并轉(zhuǎn)換模塊、星座映射、8倍零值內(nèi)插、低通濾波以及FPGA和AD9857接口等模塊;解調(diào)器主要完成帶通采樣、16倍CIC抽取濾波,升余弦滾降濾波,以及16QAM解碼等模塊,實現(xiàn)了16QAM調(diào)制器;給出了中頻信號時域測試波形和頻譜圖。本系統(tǒng)在200KHz帶寬下實現(xiàn)了512Kbps的高速數(shù)據(jù)數(shù)率傳輸。論文還對增強型數(shù)字鎖相環(huán)EPLL的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)進行了研究和性能分析。
上傳時間: 2013-07-10
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在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中,仿真器是一個必不可少的開發(fā)工具。特別是對于初級嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工程師,借助一個功能強大的仿真器進行開發(fā)工作,可以達到事半功倍的效果。一個嵌入式仿真、調(diào)試系統(tǒng)支持單步執(zhí)行、設置斷點、觀察變量內(nèi)容及寄存器內(nèi)容等功能。開發(fā)人員可以通過各類調(diào)試功能觀察變量和寄存器的變化,從而可以很清楚的了解整個程序運行的狀況,及時的調(diào)整和修改程序,并不需要反復的向芯片燒寫程序,就可以完成對于程序的調(diào)試工作。 @@ 本文在分析了目前市場上常用仿真器的設計原理的基礎上,提出了以三星公司的S3C44BO ARM7處理器為主CPU,通過以太網(wǎng)接口進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腁RMJTAT仿真器的設計方案。利用這種仿真器進行程序調(diào)試,不僅可以大幅度的提高下載速度,還可以實現(xiàn)仿真器資源的共享,而且調(diào)試時程序是在目標板上運行,仿真更接近于目標硬件。 @@ 文中首先對于傳統(tǒng)仿真器的設計原理、作用、存在的問題進行了研究,然后提出了基于S3C44BO的以太網(wǎng)接口的ARM-JTAG仿真器的設計。該仿真器的設計主要分為以下幾步:第一,提出總體設計方案,包括硬件的設計及軟件的設計。第二,詳細介紹該仿真器的硬件結(jié)構(gòu)設計和程序開發(fā)過程,其中特別對以太網(wǎng)接口的設計進行了研究。第三,總結(jié)了該仿真器的功能、特點。 @@關(guān)鍵詞:仿真器;S3C44BO;以太網(wǎng)接口;JTAG;LwIP
標簽: ARMJTAG 以太網(wǎng)接口 仿真器
上傳時間: 2013-06-16
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本文將高效數(shù)字調(diào)制方式QAM和軟件無線電技術(shù)相結(jié)合,在大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA上對16QAM算法實現(xiàn)。在當今頻譜資源日趨緊缺的情況下有很大現(xiàn)實意義。 論文對16QAM軟件實現(xiàn)的基礎理論,帶通采樣理論、變速率數(shù)字信號處理相關(guān)抽取內(nèi)插技術(shù)做了推導和分析;深入研究了軟件無線電核心技術(shù)數(shù)字下變頻原理和其實現(xiàn)結(jié)構(gòu);對CIC、半帶等高效數(shù)字濾波器原理結(jié)構(gòu)和性能作了研究;16QAM調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)設計采用自項向下設計思想;采用硬件描述語言VerilogHDL在EDA工具QuartusII環(huán)境下實現(xiàn)代碼輸入;對系統(tǒng)調(diào)試采用了算法仿真和在系統(tǒng)實測調(diào)試相結(jié)合方法。 論文首先對16QAM調(diào)制解調(diào)算法進行系統(tǒng)級仿真,并對實現(xiàn)的各模塊的可行性仿真驗證,在此基礎上,完成了調(diào)制端16QAM信號的時鐘分頻模塊、串并轉(zhuǎn)換模塊、星座映射、8倍零值內(nèi)插、低通濾波以及FPGA和AD9857接口等模塊;解調(diào)器主要完成帶通采樣、16倍CIC抽取濾波,升余弦滾降濾波,以及16QAM解碼等模塊,實現(xiàn)了16QAM調(diào)制器;給出了中頻信號時域測試波形和頻譜圖。本系統(tǒng)在200KHz帶寬下實現(xiàn)了512Kbps的高速數(shù)據(jù)數(shù)率傳輸。論文還對增強型數(shù)字鎖相環(huán)EPLL的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)進行了研究和性能分析。
上傳時間: 2013-07-29
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當前,太陽能光伏市場(包括光伏模塊和逆變器)正以每年約30%的年累積速 度增長。太陽能逆變器的作用是將隨太陽能輻射及光照變化的DC 電壓轉(zhuǎn)換成為 電網(wǎng)兼容的AC 輸出;而對于廣大電子工程師而言,太陽能逆變器是一個值得高 度關(guān)注的技術(shù)領域。因此下文將介紹太陽能逆變器設計所需注意的技術(shù)要點、挑 戰(zhàn)以及相應的解決方法。 基本設計標準 基于太陽能逆變器的專用性以及保持設計的高效率,它需要持續(xù)監(jiān)視太陽能 電池板陣列的電壓和電流,從而了解太陽能電池板陣列的瞬時輸出功率。它還需 要一個電流控制的反饋環(huán),用于確保太陽能電池板陣列工作在最大輸出功率點, 以應付多變的高輸入。目前,太陽能逆變器已有多種拓撲結(jié)構(gòu),最常見的是用于 單相的半橋、全橋和Heric(Sunways 專利)逆變器,以及用于三相的六脈沖橋和 中點鉗位(NPC)逆變器;圖1 所示是這些逆變器的拓撲圖(Microsemi 圖源)。 同時,設計還需遵從安全規(guī)范,并在電網(wǎng)發(fā)生故障的時候可以快速斷開與電網(wǎng)的 連接。因此,太陽能逆變器的基本設計標準包括額定電壓、容量、效率、電池能 效、輸出AC 電源質(zhì)量、最大功率點跟蹤(MPPT)效能、通信特性和安全性
標簽: 太陽能逆變器
上傳時間: 2014-12-24
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首先介紹了XTR系列集成電流變送器的產(chǎn)品分類及主要特點,然后闡述了XTR115的工作原理,最后介紹了XTR115及XTR101的典型應用。關(guān)鍵詞:電流變送器;電流環(huán);應變橋;保護電路引言集成電流變送器亦稱電流環(huán)電路,根據(jù)轉(zhuǎn)換原理的不同可劃分成以下兩種類型:一種是電壓/電流轉(zhuǎn)換器,亦稱電流環(huán)發(fā)生器,它能將輸入電壓轉(zhuǎn)換成4~20mA的電流信號(典型產(chǎn)品有1B21,1B22,AD693,AD694,XTR101,XTR106和XTR115);另一種屬于電流/電壓轉(zhuǎn)換器,也叫電流環(huán)接收器(典型產(chǎn)品為RCV420)。上述產(chǎn)品可滿足不同用戶的需要。XTR系列是美國BB(BURR-BROWN)公司生產(chǎn)的精密電流變送器,該公司現(xiàn)已并入TI公司。該系列產(chǎn)品包括XTR101,XTR105,XTR106,XTR110,XTR115和XTR116共6種型號。其特點是能完成電壓/電流(或電流/電流)轉(zhuǎn)換,適配各種傳感器構(gòu)成測試系統(tǒng)、工業(yè)過程控制系統(tǒng)、電子秤重儀等。
上傳時間: 2013-11-14
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提出了一種利用耦合輸出電感的新型次級箝位零電壓、零電流開關(guān)-脈寬調(diào)制(ZVZCS-PWM)全橋變換器。它采用無損耗元件及有源開關(guān)的簡單輔助電路,實現(xiàn)了滯后橋臂的零電流開關(guān)。與傳統(tǒng)的ZVZCS-PWM全橋變換器相比,這種新型變換器具有電路結(jié)構(gòu)簡單,整機效率高,以及輕載時能根據(jù)負載情況自動調(diào)整箝位電容的充放電電流。因而非常適合用于IGBT 作為主開關(guān)的高壓、大功率應用場合。詳細分析了該變換器的工作原理及電路設計;在一臺功率為1kW的工程樣機上測出了實際運行時的波形及變換器效率。實驗結(jié)果證明,該變換器能在任意負載下實現(xiàn)滯后橋臂的零電流開關(guān),且滿載時的效率最高達到92%。關(guān)鍵詞: 變換器;控制/軟開關(guān)
上傳時間: 2014-12-24
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摘要:針對現(xiàn)代電源技術(shù)中高電壓、大電流應用領域普遍存在的電磁兼容性問題,對光耦合器在隔離驅(qū)動、電量反饋、線性隔離、電流傳感微機通信以及9:;隔離轉(zhuǎn)換等方面的應用作了一個大致的概括和歸納,給出了多種高性能的光電耦合器的具體應用電路。關(guān)鍵詞:光電耦合器;隔離驅(qū)動;電量反饋;線性隔離;電流傳感
上傳時間: 2013-10-18
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