低電壓輸入高電壓輸出的直流變換器被廣泛地應(yīng)用在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、車載逆變器電源等電力電子裝置中。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，對該類型的變換器也提出了更高的要求。 本文主要針對中小功率的升壓變換器，對串聯(lián)諧振軟開關(guān)推挽電路進(jìn)行了研究分析及實(shí)驗(yàn)。 文章首先對理想工作條件下的串聯(lián)諧振軟開關(guān)推挽電路進(jìn)行理論、仿真分析，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電路損耗小、效率高的特性。三種不同的控制方案：導(dǎo)通時間固定、關(guān)斷時間變化的PFM調(diào)制方式，導(dǎo)通時間變化、關(guān)斷時間固定的PFM調(diào)制方式，PWM調(diào)制方式，被分別應(yīng)用到電路中。通過理論、仿真以及實(shí)驗(yàn)研究，比較分析了三種控制方案的優(yōu)缺點(diǎn)，特別是對軟開關(guān)特性、輸出電壓調(diào)節(jié)及適用范圍等問題做了細(xì)致分析。文章還對應(yīng)用在串聯(lián)諧振軟開關(guān)推挽電路中的變壓器作了一定研究分析。根據(jù)變壓器的機(jī)理，對該電路中特有變壓器的高變比問題和漏感問題展開分析，并提出工藝和設(shè)計(jì)原理上的相應(yīng)的解決方案。 為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)能量的高效轉(zhuǎn)換，提出了基于雙變壓器結(jié)構(gòu)拓?fù)涞拇?lián)諧振軟開關(guān)推挽電路，并進(jìn)行了有關(guān)理論分析、仿真和實(shí)驗(yàn)研究。同單變壓器電路相比，該電路具有開關(guān)損耗小、變壓器損耗小、效率更高的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分驗(yàn)證了以上結(jié)論。
標(biāo)簽： 串聯(lián)諧振 軟開關(guān) 推挽電路
上傳時間： 2013-04-24
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目前，能源危機(jī)與環(huán)境污染已經(jīng)備受關(guān)注，被各個國家提上紀(jì)事日程。在眾多的新能源中，風(fēng)能以它可再生、清潔、無污染等特點(diǎn)受到人們的青睞。在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)上也從獨(dú)立型逐漸向并網(wǎng)型轉(zhuǎn)變，因此并網(wǎng)技術(shù)已成為主流。由于變速恒頻具有發(fā)電量大，對風(fēng)電場風(fēng)速的變化適應(yīng)性好具有較高的葉尖速比等優(yōu)點(diǎn)，所以變速恒頻必然會取代恒速恒頻。實(shí)現(xiàn)變速恒頻的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有很多種，其中永磁同步直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于不需要齒輪箱，因而改善風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率，減小維護(hù)，降低了噪音，提高可靠性，本文以永磁同步直驅(qū)式發(fā)電系統(tǒng)為研究對象。 本文針對永磁同步直驅(qū)式發(fā)電雙PWM變換器系統(tǒng)，首先在對變速恒頻理論研究的基礎(chǔ)上，對風(fēng)力機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析，完成了對風(fēng)力機(jī)的最大風(fēng)力跟蹤模擬仿真。由于發(fā)電機(jī)發(fā)出的電隨著風(fēng)速的不斷變化，因此就靠控制變換器來實(shí)現(xiàn)恒壓恒頻的電壓并送入電網(wǎng)。其次在對永磁同步發(fā)電機(jī)和變換器的數(shù)學(xué)模型研究的基礎(chǔ)上提出了對整流側(cè)和電網(wǎng)側(cè)變換器分開控制，控制整流器來控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制逆變器來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓和恒頻的向電網(wǎng)輸送電壓。并對逆變器側(cè)的直流電容和電感選值給出了范圍，在這些理論基礎(chǔ)上對逆變器進(jìn)行了MATLAB/SIMULINK仿真，給出了仿真結(jié)果。在前面理論分析的基礎(chǔ)上，針對逆變器部分做了硬件和軟件的設(shè)計(jì)。選用智能功率模塊(IPM)作為逆變器，采用霍爾電壓、電流傳感器實(shí)現(xiàn)了對電壓電流的采樣，控制器選用TMS320F2407A，并制作了對采樣信號處理電路板、PWM信號處理電路板和傳感器電路板，編寫了程序。
標(biāo)簽： 風(fēng)力發(fā)電機(jī) 變速恒頻
上傳時間： 2013-06-17
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本文以感應(yīng)加熱電源為研究對象，闡述了感應(yīng)加熱電源的基本原理及其發(fā)展趨勢。對感應(yīng)加熱電源常用的兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)--電流型逆變器和電壓型逆變器做了比較分析，并分析了感應(yīng)加熱電源的各種調(diào)功方式。在對比幾種功率調(diào)節(jié)方式的基礎(chǔ)上，得出在整流側(cè)調(diào)功有利于高頻感應(yīng)加熱電源頻率和功率的提高的結(jié)論，選擇了不控整流加軟斬波器調(diào)功的感應(yīng)加熱電源作為研究對象。針對傳統(tǒng)硬斬波調(diào)功式感應(yīng)加熱電源功率損耗大的缺點(diǎn)，采用軟斬波調(diào)功方式，設(shè)計(jì)了一種零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器ZCS-QRCs(Zero-current-switching-Quasi-resonant)倍頻式串聯(lián)諧振高頻感應(yīng)加熱電源。介紹了該軟斬波調(diào)功器的組成結(jié)構(gòu)及其工作原理，通過仿真和實(shí)驗(yàn)的方法研究了該軟斬波器的性能，從而得出該軟斬波器非常適合大功率高頻感應(yīng)加熱電源應(yīng)用場合的結(jié)論。同時設(shè)計(jì)了功率閉環(huán)控制系統(tǒng)和PI功率調(diào)節(jié)器，將感應(yīng)加熱電源的功率控制問題轉(zhuǎn)化為Buck斬波器的電壓控制問題。 針對目前IGBT器件頻率較低的實(shí)際情況，本文提出了一種新的逆變拓?fù)?通過IGBT的并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)倍頻，從而在保證感應(yīng)加熱電源大功率的前提下提高了其工作頻率，并在分析其工作原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了理論分析的正確性，達(dá)到了預(yù)期的效果。另外，本文還設(shè)計(jì)了數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL)，使逆變器始終保持在功率因數(shù)近似為1的狀態(tài)下工作，實(shí)現(xiàn)電源的高效運(yùn)行。最后，分析并設(shè)計(jì)了IGBT的緩沖吸收電路。 本文第五章設(shè)計(jì)了一臺150kHz、10KW的倍頻式感應(yīng)加熱電源實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，其中斬波器頻率為20kHz，逆變器工作頻率為150kHz(每個IGBT工作頻率為75kHz)，控制核心采用TI公司的TMS320F2812DSP控制芯片，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該倍頻式感應(yīng)加熱電源實(shí)現(xiàn)了斬波器和逆變器功率器件的軟開關(guān)，有效的減小了開關(guān)損耗，并實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，提高了整機(jī)效率。文章給出了整機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，直流斬波部分控制框圖，逆變控制框圖，驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)和保護(hù)電路的設(shè)計(jì)。同時，給出了關(guān)鍵電路的仿真和實(shí)驗(yàn)波形。 實(shí)驗(yàn)證明，以上分析和電路設(shè)計(jì)都是行之有效的，在實(shí)驗(yàn)中取得很好的效果。
上傳時間： 2013-05-20
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本文從感應(yīng)加熱基本原理出發(fā)，概述了感應(yīng)加熱技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，在分析串聯(lián)諧振逆變器各種功率控制策略原理及優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對于移相調(diào)功輕載時的缺陷，本文將有限雙極性PWM法引入逆變器輕載時的輸出控制，通過DPLL鎖相，使滯后橋臂的電壓與電流始終保持一定的相位，同時結(jié)合非輕載時移相功率調(diào)節(jié)良好的特性，提出了一種基于DSP的新型功率控制策略，克服了傳統(tǒng)移相全橋的缺點(diǎn)，使得高頻逆變電源在輕載條件下仍能實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，且輕載時電流連續(xù)調(diào)節(jié)范圍廣，三角畸變程度輕于PSPWM，大幅度的擴(kuò)大了負(fù)載的適用范圍，提高了電源整機(jī)效率。 在對新型PWM功率控制串聯(lián)諧振逆變器工作過程進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，解決了所有開關(guān)管的軟開關(guān)問題；并通過分析功率輸出單元的輸出電壓、電流、功率等，進(jìn)而得到一個脈沖周期的輸出電壓、電流及功率的計(jì)算式。在這些理論分析的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了基于新型PWM功率控制策略的感應(yīng)加熱電源實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對主電路各元器件進(jìn)行了精確計(jì)算與設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了以TMS320LF2407A為核心的控制與保護(hù)電路，并對DSP外圍電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時編寫了基于新型PWM功率控制策略，以數(shù)字環(huán)相環(huán)及功率控制算法為核心的DSP程序，相關(guān)的仿真與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)得到的輸出波形很好的驗(yàn)證了新型PWM控制策略的可行性。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著能源消耗的不斷增長和生態(tài)環(huán)境的日益惡化，世界各國都在積極尋找一種可持續(xù)發(fā)展且無污染的新能源。太陽能作為一種高效無污染的新能源，尤其受到人類的重視。近年來，許多國家都非常重視發(fā)展太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)已成為太陽能光伏應(yīng)用的主流。本文對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并對其控制方法進(jìn)行了研究。太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的兩大核心部分是太陽能電池板的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制和光伏并網(wǎng)逆變控制。首先，本文對太陽能電池的工作原理及工作特性進(jìn)行介紹，詳細(xì)分析太陽能電池工作的等效電路和數(shù)學(xué)模型。其次，本文對幾種傳統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制算法進(jìn)行了研究、分析和比較，提出各自優(yōu)缺點(diǎn)。基于最大功率跟蹤過程的快速性和穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)采用逐步逼近法實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)中太陽能電池的最大功率輸出，以提高系統(tǒng)的性能和最大功率點(diǎn)跟蹤速度。再次，基于光伏并網(wǎng)逆變器的控制目標(biāo)，研究了光伏并網(wǎng)逆變器的常用控制方法，參考國內(nèi)外資料，選擇重復(fù)-PI控制作為光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略。最后，基于TMS320LF2407高速數(shù)字信號處理器，設(shè)計(jì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，給出系統(tǒng)的硬件參數(shù)和軟件流程圖，并針對實(shí)驗(yàn)和仿真波形進(jìn)行分析。
標(biāo)簽： DSP 光伏并網(wǎng)發(fā)電 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-06-06
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目前以IGBT為開關(guān)器件的串聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源在大功率和高頻下的研究是一個熱點(diǎn)和難點(diǎn),為彌補(bǔ)采用模擬電路搭建而成的控制系統(tǒng)的不足,對感應(yīng)加熱電源數(shù)字化控制研究是必然趨勢。本文以串聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源為研究對象,采用TI公司的TMS320F2812為控制芯片實(shí)現(xiàn)電源控制系統(tǒng)的數(shù)字化。 首先分析了串聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源的負(fù)載特性和調(diào)功方式,確定了采用相控整流調(diào)功控制方式,接著分析了串聯(lián)諧振逆變器在感性和容性狀態(tài)下的工作過程確定了系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行狀態(tài)。本文設(shè)計(jì)了電源主電路參數(shù)并在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下搭建了整個系統(tǒng),仿真分析了串聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源的半壓啟動模式及鎖相環(huán)頻率跟蹤能力和功率調(diào)節(jié)控制。 針對感應(yīng)加熱電源的數(shù)字控制系統(tǒng),在討論了晶閘管相控觸發(fā)和鎖相環(huán)的工作原理及研究現(xiàn)狀下詳細(xì)地分析了本課題基于DSP晶閘管相控脈沖數(shù)字觸發(fā)和數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL)的實(shí)現(xiàn),得出它們各自的優(yōu)越性,同時分析了感應(yīng)加熱電源的功率控制策略,得出了采用數(shù)字PI積分分離的控制方法。本文采用TI公司的TMS320F2812作為系統(tǒng)的控制芯片,搭建了控制系統(tǒng)的DSP外圍硬件電路,分析了系統(tǒng)的運(yùn)行過程并編寫了整個控制系統(tǒng)的程序。最后對控制系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn),驗(yàn)證了理論分析的正確性和控制方案的可行性。
標(biāo)簽： kHzIGBT 50 串聯(lián)諧振
上傳時間： 2013-05-25
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本課題是針對陜西美泰電氣有限公司的一個開發(fā)研究項(xiàng)目。在國內(nèi),中頻大功率感應(yīng)加熱電源雖然有許多研究,但是在控制方式上與選取的功率元件上卻有不同,特別是針對DSP控制與選取IGBT作為功率元件的相關(guān)文獻(xiàn)較少。數(shù)字化控制將是一種趨勢,而IGBT控制靈活,驅(qū)動簡單,從而將逐步取代晶閘管,GTO等元件。 本課題主要以并聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源為研究對象,采用了IGBT為功率開關(guān)元件的主電路,比較了直流調(diào)功和逆變調(diào)功的優(yōu)缺點(diǎn),最終選擇了三相全控晶閘管整流的調(diào)功方式,同時也描述了重疊時間對逆變器的影響。計(jì)算分析了整流側(cè)和逆變側(cè)的必要參數(shù)以及并聯(lián)諧振槽路的參數(shù),本文在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了10kHz/500kW并聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱系統(tǒng)的仿真模型,對整流調(diào)功、鎖相環(huán)頻率跟蹤、逆變器的啟動等仿真波形進(jìn)行了重點(diǎn)分析并得出結(jié)論。在此理論基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了基于DSPTMS320F2812 10kHz/500kW感應(yīng)加熱電源的控制器,其中重點(diǎn)研究了閉環(huán)調(diào)功控制系統(tǒng)、鎖相環(huán)頻率跟蹤系統(tǒng)、重疊時間、整流側(cè)晶閘管脈沖觸發(fā)產(chǎn)生和相序判斷以及逆變器啟動的全數(shù)字化控制。同時,設(shè)計(jì)了過壓過流保護(hù)電路以及外圍采樣電路、檢測電路,特別是過壓保護(hù),本文給出了一種箝位思想并對此思想進(jìn)行了仿真證明了其正確性和可行性,以便使電源和IGBT更安全的工作。最后,對本文所提出的控制方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明了本文理論計(jì)算分析的正確性和控制方案的可行性。
標(biāo)簽： kWIGBT 500 并聯(lián)諧振
上傳時間： 2013-06-09
上傳用戶：czh415
本文主要以串聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源為研究對象,通過分析其負(fù)載特性及調(diào)功控制方式,選擇不控整流加逆變移相調(diào)功控制方式,其中重點(diǎn)分析感性移相式PWM感應(yīng)加熱電源調(diào)功控制方式,及其在由自關(guān)斷器件MOSFET組成的串聯(lián)諧振逆變器中的應(yīng)用,并深入分析了感性移相式PWM控制方式調(diào)功特性。同時針對感應(yīng)加熱電源這個具有復(fù)雜的參數(shù)時變性,結(jié)構(gòu)非線性的工業(yè)控制對象,在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了感性移相PWM感應(yīng)加熱電源的系統(tǒng)閉環(huán)控制模型,進(jìn)行了移相式感應(yīng)加熱電源系統(tǒng)仿真研究。 在理論分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了200W/100kHz感性移相式感應(yīng)加熱電源的主電路及控制電路。通過對移相諧振全橋軟開關(guān)控制器UC3879的學(xué)習(xí)和了解,設(shè)計(jì)并搭建一種區(qū)別以往的移相式感應(yīng)加熱電源的鎖相移相調(diào)功的控制平臺,即鎖相環(huán)電路和基于UC3879設(shè)計(jì)的移相調(diào)功電路相配合的方案。并設(shè)計(jì)了它激重復(fù)掃頻轉(zhuǎn)自激的啟動方法,大大提高了電源的啟動成功率。同時搭建了200W/100kHz移相式感應(yīng)加熱電源實(shí)驗(yàn)平臺,完成了系統(tǒng)閉環(huán)控制,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文理論分析的正確性及控制方案的可行性。
標(biāo)簽： 3879 UC 高頻感應(yīng)
上傳時間： 2013-07-15
上傳用戶：bruce5996
不間斷電源(UPS)是一種能提供優(yōu)質(zhì)電源并保證電源供應(yīng)連續(xù)的電力電子裝置。它的應(yīng)用范圍廣泛，在很多領(lǐng)域，UPS已經(jīng)成了標(biāo)準(zhǔn)配置。采用數(shù)字信號處理器(DSP)實(shí)現(xiàn)UPS的數(shù)字化控制是當(dāng)前許多UPS設(shè)計(jì)者關(guān)注的問題。DSP在UPS中的應(yīng)用主要集中在兩個方面：一是將各種先進(jìn)的控制方法用于逆變實(shí)時數(shù)字控制；二是利用DSP實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確更迅速的鎖相環(huán)控制。 本文分析了當(dāng)前逆變控制的各種方案，針對逆變的擾動及諧波周期出現(xiàn)的特點(diǎn)，采用了重復(fù)控制來提高逆變輸出的穩(wěn)態(tài)特性。因?yàn)橹貜?fù)控制具有一個周期延遲控制的特點(diǎn)，本文也采用了PID控制來改善逆變控制的動態(tài)性能。本文分析了目前重復(fù)控制的常用方案，在建立UPS逆變?yōu)V波電路數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了新的重復(fù)控制和PID控制結(jié)合的方案。對重復(fù)控制與PID復(fù)合控制方案在MATLAB中作了仿真。仿真試驗(yàn)證明了控制方案的有效性。 在硬件方面，設(shè)計(jì)了在線式UPS系統(tǒng)中DSP的接口電路，其中包括DSP供電電路，蓄電池電壓過低檢測電路，市電及輸出電壓過零檢測等電路。對DSP的資源進(jìn)行了分配，充分利用了DSP的外設(shè)多和速度快的特點(diǎn)。 在軟件方面，設(shè)計(jì)了各部分的程序，其中包括主程序，軟件鎖相及正弦參考信號生成程序，輸出有效值控制程序以及各種相關(guān)的中斷及保護(hù)程序。 本文結(jié)合實(shí)際，搭建了實(shí)驗(yàn)線路，給出了實(shí)驗(yàn)線路的原理及各部分的實(shí)驗(yàn)電路。該實(shí)驗(yàn)電路可對逆變控制過程和鎖相環(huán)節(jié)進(jìn)行控制實(shí)驗(yàn)。 本文將PID控制與重復(fù)控制相結(jié)合，對逆變器輸出進(jìn)行控制，驗(yàn)證了重復(fù)控制與PID復(fù)合控制的有效性。本文還對UPS的DSP數(shù)字化控制作了研究，這些都對UPS技術(shù)的進(jìn)步有積極的作用。
上傳時間： 2013-05-17
上傳用戶：t1213121
近年來，igbt功率器件在電機(jī)控制、開關(guān)電源和變流設(shè)備等領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。igbt的驅(qū)動包括專門的驅(qū)動電路，以及過流保護(hù)電路等。本文設(shè)計(jì)參考了三菱、西門康等公司生產(chǎn)的igbt驅(qū)動模塊，加入了接口選擇模塊、功能選擇模塊、電源模塊、功率補(bǔ)充模塊等，實(shí)現(xiàn)了整個驅(qū)動電路的模塊化設(shè)計(jì)。單個模塊可以驅(qū)動一個橋臂的上下兩個igbt。可以通過方波控制或者spwm控制[1]等控制方式，驅(qū)動單相或者三相逆變器。
標(biāo)簽： IGBT 驅(qū)動電路 模塊化設(shè)計(jì)
上傳時間： 2013-04-24
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