太阳能LED路灯智能控制系统电力控制与负载驱动

实现了太阳能LED路灯综合控制系统中太阳能逆变、蓄电池充电、LED照明组件驱动子系统控制方案与电路设计,并对相关技术进行了分析。逆变子系统采用DC/DC升压与DC/AC逆变分段控制,DC/DC段采用最大功率跟踪(MPPT)稳定输出直流,DC/AC段采用电压外环电流内环控制并结合无功功率检测反馈和电流前馈控制的综合控制技术。蓄电池充电子系统采用分段充电策略与控制技术来保证电池组充分充电,避免蓄电池被过充以确保蓄电池能够长周期稳定工作。最后通过对各种白光LED驱动方案的比较,确定了白光LED最佳驱动方案为恒电流驱动脉宽调制(PWM)控制亮度。     

基于无源性的光伏DC/DC变换器的全局滑模控制

在光伏发电系统中,当其受环境影响时,系统输出电压及功率不稳定,主要由DC/DC变换器来实现其过程能量转换,因此研究高效的DC/DC变换器控制方法具有重要意义。引入了一种满足无源性的DC/DC变换器,同时引入一种新的指数趋近律,设计全局滑模控制策略。所设计控制方法不仅确保了系统状态的稳定性,而且提高了系统的鲁棒性,减弱了DC/DC变换器的抖动现象;并以双向Buck变换器为例,通过Matlab仿真验证了所设计控制器的有效性     

开关变换器离散子系统混沌点过程描述及EMI抑制

利用混杂系统理论将开关变换器描述为连续子系统和离散子系统的集合,由此根据混沌PWM规律,建立离散子系统的开关混沌点过程模型. 同时以常用的线性分段混沌映射实现混沌PWM控制,分析得出混沌PWM点过程的特征函数,概率密度函数,进一步得到混沌PWM和周期PWM的频谱特性. 论文的试验结果表明,输出电压稳定情况下混沌开关变换器,实现了谐波峰值的抑制,开关变换器EMI特性明显改善. 关键词： 混杂系统 开关变换器 混沌点过程 电磁干扰     

基于光导开关及层叠Blumlein线的纳秒脉冲源

设计了一台层叠Blumlein线型脉冲功率源。该脉冲源以平板型Blumlein线为储能器件,使用4个GaAs光导开关作为脉冲形成开关,通过4级Blumlein线层叠结构以获得更高输出电压。分别使用10 mm及3 mm间隙光导开关进行实验,比较了PSpice电路仿真与实验结果。实验测试显示,10 mm开关充电23.5 kV时上升沿较大,可能的原因是偏置电场较低时开关导通时间较长。测试了不同工作电压下功率源的输出电压,结果显示:在10 mm间隙开关条件下,充电23.5 kV时,负载上得到了53 kV的高压脉冲输出;3 mm开关充电13.9 kV时输出电压39.4 kV,输出效率70%。实验结果表明, 随着工作场强的提高,电压输出效率呈现先下降后上升最终趋于饱和的趋势。     

一种复合电源用双向DC的实现方法

某混合动力车辆电网采用超级电容直接挂接电网,动力电池通过DC/DC挂接电网的结构,需要双向DC/DC为超级电容降压/升压预充电;系统工作后双向DC/DC工作在降压/升压状态,为动力电网补充能量或回收制动能量;维修保养时通过DC/DC为电池充电;待机状态作为电站按需输出不同电压等级的直流电源。通过高压直流接触器与双向DC/DC的组合控制,利用该拓扑结构设计的双向DC/DC变换器能够满足混合动力车辆的多样化能量需求,具备实际应用的能力。     

电压控制正极性输出罗变换器的改进平均模型建模及稳定性分析

基于平均建模法并考虑到正极性输出罗(positive output super-lift Luo, POSL Luo)变换器中能量传输电容电压存在突变的事实, 建立了POSL Luo变换器的改进平均模型, 推导并分析了POSL Luo变换器输出电压对占空比的传递函数. 建立了电压控制POSL Luo变换器的输出电压对基准电压的传递函数, 分析了系统的稳定性. 采用PSIM软件进行电路仿真以及设计硬件电路进行电路实验, 以PSIM仿真结果和电路实验结果验证了模型的有效性和理论分析的正确性. 研究结果表明: 相比于POSL Luo变换器已有的平均模型, 采用本文的改进平均模型可有效的分析POSL Luo变换器的特性及电压控制POSL Luo变换器的稳定性.     

电压模式BUCK变换器输出延迟反馈混沌控制

将输出时间延迟反馈控制(TDFC)引入到电压模式BUCK变换器控制中，实现了对原系统的混沌控制.利用谐波平衡法，基于频域量化分析，确定出延迟时间和反馈增益的调节范围.同时在延迟时间比开关周期小得多的情况下，将TDFC等效为一类简单的无源反馈控制，二者仿真控制结果基本一致.最后搭建该无源反馈控制电压模式BUCK变换器实验电路，验证了所提控制方式可以快速实现系统混沌态到单周期态的过渡，而且电压和电流纹波得到减小.     

脉冲序列控制开关变换器的脉冲组合规律及其多周期态研究

开关变换器的脉冲序列控制是通过调整控制脉冲循环周期内高、低功率脉冲的组合方式实现对开关变换器输出电压的调节. 控制脉冲循环周期内高、低功率脉冲的组合方式决定了脉冲序列控制开关变换器的稳态性能. 基于数论中连分式展开的思想, 研究了控制脉冲循环周期内脉冲序列控制开关变换器的控制脉冲组合规律, 得到了确定控制脉冲循环周期内高、低功率控制脉冲组合方式的算法. 建立了脉冲序列控制开关变换器的输出电压一维离散迭代标准模型, 并结合高、低功率控制脉冲组合规律, 分析了脉冲序列控制开关变换器的稳态性能; 研究了其多周期态参数估计和分布; 得到了其输出电压纹波范围. 仿真和实验结果证明了算法的正确性. 本文的研究结果有助于深入理解脉冲序列控制这一类离散型开关变换器控制方法. 关键词： 脉冲序列 控制脉冲组合 输出电压稳波     

形成线脉冲压缩技术在超宽谱技术中的应用

分析了基于同轴Blumlein线的高功率脉冲源对低阻抗短形成线充电、实现脉冲压缩的基本原理,给出了理想情况下,脉冲压缩后输出的高功率超宽谱脉冲电压、功率增益及能量效率计算公式。利用电路仿真软件建立了脉冲压缩电路模型,通过模拟验证了理论分析。模拟了实际主脉冲波形对输出脉冲的影响,结果表明:低阻抗压缩线充电时间变长、充电电压峰值降低;通过在前级脉冲源与脉压形成线之间增加一定长度传输线,可以有效提高压缩线充电电压。针对典型的同轴Blumlein线高功率脉冲源紧凑Tesla型高功率脉冲源CKP-1000,设计了脉冲压缩装置和测量系统,建立了完整的脉冲压缩实验系统,开展了脉冲压缩试验。该脉压系统可将4.5 ns输入脉冲压缩为前沿940 ps、半高宽约1 ns的亚纳秒脉冲,实现了约2.2倍的功率增益。实验数据与理论分析基本吻合。     

脉冲电压微分反馈法控制buck功率变换器中的混沌

通过3种典型的开关逻辑图分析了降压buck变换器中混沌产生的机理，指出开关S导通时，电 容充电过快是电路系统中混沌产生的主要原因.在此基础上提出了利用输出电压的脉冲微分 反馈对这类电路系统中的混沌进行控制的方法.理论分析、数值计算和电路仿真证实了该方 法的正确性和有效性. 关键词： 混沌 混沌控制 脉冲电压微分反馈 buck变换器     

爆磁压缩发生器初级紧凑型电脉冲源设计及实验

设计了一种爆磁压缩发生器(FCG)初级紧凑型电脉冲源,分析了电脉冲源组成、工作原理及最佳输出时序模型。采用爆炸驱动滑块型放电开关方案,实验测试了开关高压下闭合放电性能。电脉冲源体积132 mm200 mm,质量12.5 kg,工作电压5 kV,初始储能约750 J,充电时间不大于30 s;静态馈电FCG(42 H,78 m),输出电流峰值不小于5.4 kA,输出能量不小于600 J;动态馈电FCG,时序控制误差不大于5 s,耦合电流值不小于5.2 kA,耦合能量不小于550 J;电脉冲源有效储能密度不小于200 mJ/cm3,能量传递效率不小于75%。     

高功率重复频率脉冲充电电源设计与实验研究

基于高功率重复频率脉冲功率源的需求,开展了高功率脉冲充电电源的重复频率特性研究,分析了基于全桥串联谐振充电原理的恒流充电技术。根据高功率Marx型脉冲功率源的工作要求,计算了串联谐振充电的各个关键参数。研制的紧凑型高功率脉冲充电电源,最大输出电压±50 kV,充电电流2.5 A,重复频率1~50 Hz连续可调,可在重复频率条件下长时间稳定运行。该充电电源体积小、质量轻、抗干扰能力和抗负载短路能力强,已经应用于高功率重复频率脉冲功率源技术研究,实现了10万次重复频率无故障运行。     

一种自放电双锥天线激励电压的测量方法

采用一种通过测量脉冲源对天线的充电电流,来间接测量天线放电激励电压的方法。首先建立了实际电路的理论仿真模型,通过理论仿真证明了该方法的可行性。然后在双锥天线的不同绝缘工作气压下,对其充电电流进行了测量。由天线的充电电流推导出了在不同工作气压下天线的电压波形和放电激励电压。该种方法无需对天线进行改造,不会引进寄生参数,不会影响被试对象的工作状态,且在工程上易于实现。     

正负双极性重复频率充电电源研制

针对紧凑型高功率脉冲驱动源的重复频率充电需求,开展了基于LC全桥串联谐振原理的恒流充电技术研究,并根据紧凑型Marx脉冲功率源的工作方式开展了电源关键参数设计,完成了一种正负双极性充电的紧凑型高压电源研制,实现20 ms内对单边等效负载电容为0.15μF的双极性Marx驱动源充电至±45 kV,平均充电功率大于15.5 kW。该电源采用单个高频高压变压器实现了正负双极性高电压同步输出;采用变压器、整流电路、隔离保护电路、电压检测电路一体化绝缘封装设计,既减小了装置体积又降低了高压绝缘风险;通过隔离保护、电磁屏蔽等设计有效解决了Marx发生器放电过程中瞬时高压信号对电源控制系统的干扰和损伤。     

1.5MeV LIA脉冲功率系统

本文简要介绍了1.5MeV LIA脉冲功率系统的结构、组成和设计思想;给出了开关运行参数和确定开关时间抖动指标的方法、闭环系统的总抖动对加速电压相对变化的影响、脉冲功率系统各段输出波形和电压幅度的调制关系;测量结果表明,1.5MeV LIA的运行功率和时间同步满足总体设计要求。     

基于RTW的双向充放电机实时控制技术

随着智能电网和绿色能源技术的快速发展,双向充放电机也越来越受到关注;文章主要研究双向充放电机充电过程中电压的稳定性和放电过程中并网电流波形的畸变率;提出了一种基于RTW的matlab/simulink控制方法,在simulink环境下搭建仿真模型和控制模型,然后将达到预期效果的仿真模型所对应的控制模型编译为代码并烧写到DSP中;此种方法在能够保证在恒流源和恒压源两种充电模式中电流和电压的稳定性,在放电过程中并网谐波电流总畸变率小于5%,功率因数基本为1;仿真结果和基于DSP2812的硬件平台实验都证明了这种方法的有效性。     

平台式和斜坡式表面放电辐射源放电特性的比较

 介绍了平台式和斜坡式两种结构的表面放电辐射源，研究了在1.0 μF和1.5 μF储能电容、15~30 kV充电电压等实验条件下两种辐射源的放电特性，并对实验结果进行了比较分析。得到如下结论：对于斜坡式辐射源，增加电极间距可导致放电回路面积增大，因此等效电阻和等效电感也将增加；在相同电压及电容值条件下，斜坡式辐射源的放电电流、平均沉积功率均小于平台式辐射源的相应值，但放电沉积效率略大；电压升高使放电周期、电流达到峰值时间及放电沉积效率呈减小趋势，对于同一种辐射源，使用1.5 μF电容时放电回路参数更加匹配，放电沉积效率得到提高。     

月表尘埃颗粒带电的机理及应用研究

研究月尘颗粒在电子束环境下以及紫外源辐照下的带电机理,利用数值方法模拟月尘颗粒在不同背景环境下的充电过程,以探索月表尘埃颗粒的带电机理,进而便于地面月尘环境模拟装置选择合适的月尘带电方式进行空间模拟实验.给出了尘埃在电子束环境下的充电方程,并将紫外辐射带电与具体应用相结合.通过模拟结果可知,在电子束环境下,月尘表面的电荷数随粒径尺寸增大,随电子枪辐照束斑半径减少,随电子枪流强的增加而增多;在紫外源的辐照下,月尘表面电荷数随颗粒尺寸的增大以及紫外线辐照度的增加而增多.由月尘颗粒受太阳紫外辐照带电的数值模拟结果可知,月尘需要在太阳长时间的辐照下才可以带上可观的电荷数,地面模拟该过程需增加辐照源来加速实验.通过模拟结果的分析比较并结合"空间环境模拟装置"中对月尘舱的设计要求,最终优选紫外源辐照带电方式作为月尘颗粒的带电方案.     

Study of the charging circuit of a pulsed solid-state laser power supply: A new concept of high charging efficiency and realization

Based on physical theory, a new concept for achieving high efficiency in a solid-state laser power supply charging circuit is first introduced in this paper that is, from the fact that when an electron from a power source enters the energy storage capacitor, a potential drop would occur in this process. This potential drop is the essence of the energy loss in a charging circuit. If the potential drop is small, or even negligible, power supply with a higher efficiency can be achieved. According to this design theory, a highly efficient charging circuit can be obtained if a power source with a single continuous increased voltage slightly higher than that of the energy storage capacitor is employed. With the use of this proposed technique, a prototype of a pulsed YAG laser power supply with high charging efficiency and high voltage charging precision is implemented. The design idea and the experimental results are described and discussed in detail.     

基于STM32F103RCT6无线充电电路的设计与研究

摘要：随着手机的普及、电动汽车和无线电技术的不断发展,电子产品也越来越丰富。对各种电池的充电速度和工作时间提出越来越高的要求。由于目前电池的电量工作时间较短、快速充电、远距离充电等问题不能解决,从而给人们的生活带来了极大的不便,特别限制了电动汽车工业的发展。所以针对电池的充电问题,本文设计了一款电磁谐振式无线充电器。该充电器采用STM32超低功耗单片机作为无线充电电路的主控制器,通过对发射信号频率的控制,使处于异地的输出电路工作在谐振状态,实现最大功率无线传送,接收端线圈输出再经过整流、稳压、滤波后输出+5V电压,最终经过智能控制电路给便携式设备中的锂电池充电。并通过指示灯显示电池是否正在充电、充满、电池反接和电源欠压等状态。该设计的充电设备具有使用灵活、方便、工作可靠,电能利用率高,无线充电距离远等特点,同时具有过压、过流保护,具有广泛的应用价值。