一简要背景概述随着社会生产和科学技术的发展,整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路。三相全控整流电路的整流负载容量较大,输出直流电压脉动较小,是目前应用最为广泛的整流电路。它是由半波整流电路发展而来的。由一组共阴极的三相半波可控整流电路和一组共阳极接法的晶闸管串联而成。六个品闸管分别由按一定规律的脉冲触发导通,来实现对三相交流电的整流,当改变晶闸管的触发角时,相应的输出电压平均值也会改变,从而得到不同的输出。由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号,同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件,采用常规电路分析方法显得相当繁琐,高压情况下实验也难顺利进行。Matlab提供的可视化仿真工具Simulink可直接建立电路仿真模型,随意改变仿真参数,并且立即可得到任意的仿真结果,直观性强,进一步省去了编程的步骤。本文利用Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模,对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析,既进一步加深了三相桥式全控整流电路的理论,同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。三相桥式全控整流电路以及三相桥式全控逆变电路在现代电力电子技术中具有很重要的作用和很广泛的应用。这里结合全控整流电路以及全控逆变电路理论基础,采用Matlab的仿真工具Simulink对三相桥式全控整流电路和三相桥式全控逆变电路进行仿真,对输出参数进行仿真及验证,进一步了解三相桥式全控整流电路和三相桥式全控逆变电路的工作原理。
上传时间: 2022-06-01
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通常的整流滤波电路实验是通过示波器观察实验电路板上器件产生的波形来了解电路的性质。实验电路传统的设计方法是首先通过设计人员的经验根据现有通用元器件搭建出电路,再进行反复调试达到规定的指标。如果改变电路板上的器件参数,则必须重新制作电路板。这种方法效率低,费用高,周期长。随着计算机技术的发展,计算机辅助设计在电子电路领域的应用越来越广泛。Multisim10是美国NI公司推出的一款电子线路仿真软件1-2,利用Multisiml0系统工具的模拟功能对所搭建的电路环境和电路过程进行仿真,可以实现设计与实验同步进行,使整流滤波电路实验所需器件的种类和数量不受限制,无需反复制作电路板,降低了实验成本,提高了做实验的速度和效。并且通过仿真结果能够直观的观察到电路原理图、实验数据、测试参数和仿真曲线。为电子电路的学习者和设计者熟悉线路的特性和性能提供了良好的平台[5]1整流电路的仿真分析整流电路是利用二极管的单向导电性来实现的,将大小和方向都随时间变化的工频交流转换成单方向的脉动直流。
上传时间: 2022-06-22
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使用二极管和晶闸管实现的不控和可控整流器,电流波形畸变给电网注入大量谐波和无功功率,造成严重的电网污染。随着电力电子技术的发展,人们开始研究PWM整流技术。电压型PWM整流器具有交流侧电流低谐波、高功率因数、直流电压输出稳定等诸多优点,因此,成为当前电力电子领域研究的热点课题之一。由于PWM整流器具有以上优点,在电力系统有源滤波、无功补偿、潮流控制、太阳能发电以及交直流传动系统等领域,具有越来越广阔的应用前景。本论文对三相PWM整流器进行了研究,主要完成以下工作: 首先,对PWM整流器的工作原理做了介绍,给出了三相PWM整流器的拓扑结构,分析了PWM整流器的换流过程,给出了PWM整流器的数学模型,对交流侧电感和直流侧电容进行了设计。 其次,对电流滞环控制、电流PI控制、空间电压矢量控制三种控制方法分别进行了介绍、模型搭建和仿真分析。在直流电压的控制中加入分段PI控制,使超调量和稳态误差限制在很小的范围以内。在起动过程中串接入限流电阻,使起动电流限定允许范围以内。 最后,在进行了以上三种控制方式仿真后,针对电压空间矢量控制存在的电流误差问题,采用电流超前给定策略和基于旋转坐标系的空间电压矢量控制策略解决了电流误差问题。 仿真结果表明,论文所设计的三相电压型PWM整流器实现了高功率因数运行,实现了直流电压的稳定控制,解决了传统意义上的整流电路中存在谐波含量大、功率因数低等问题,具有良好的工程实用价值。
上传时间: 2013-06-16
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随着电力电子技术的发展,交流电源系统的电能质量问题受到越来越多的关注。传统的整流环节广泛采用二极管不控整流和晶闸管相控整流电路,向电网注入了大量的谐波及无功,造成了严重的污染。提高电网侧功率因数以及降低输入电流谐波成为一个研究热点。功率因数校正技术是减小用电设备对电网造成的谐波污染,提高功率因数的一项有力措施。本文所做的主要工作包括以下几部分: 1.分析了单位功率因数三相桥式整流的工作原理,这种整流拓扑从工作原理上可以分成两部分:功率因数补偿网络和常规整流网络。在此基础上,为整流电路建立了精确的数学模型。 2.这种单位功率因数三相桥式整流的输入电感是在额定负载下计算出的,当负载发生变化时,其功率因数会降低。针对这种情况,提出了一种新的控制方法。常规整流网络向电网注入的谐波可以由功率因数补偿网络进行补偿,所以输入功率因数相应提高。负载消耗的有功由电网提供,补偿网络既不消耗有功也不提供任何有功。根据功率平衡理论,可以确定参考补偿电流。双向开关的导通和关断由滞环电流控制确定。在这一方法的控制下,双向开关工作在高频下,因此输入电感值相应降低。仿真和实验结果都表明:新的控制方法下,负载变化时,输入电流仍接近于正弦,功率因数接近1。 3.根据IEEE-519标准对谐波电流畸变率的要求,为单位功率因数三相桥式整流提出了另一种控制方法。该方法综合考虑单次谐波电流畸变率、总谐波畸变率、功率因数、有功消耗等性能指标,并进行优化,推导出最优电流补偿增益和相移。将三相负载电流通过具有最优电流补偿增益和相移的电流补偿滤波器,得到补偿后期望的电网电流,驱动双向开关导通和关断。仿真和实验都收到了满意的效果,使这一整流桥可以工作在较宽的负载范围内。 4.单位功率因数三相桥式整流中直流侧电容电压随负载的波动而波动,为提高其动、静态性能,将简单自适应控制应用到了直流侧电容电压的控制中,并提出利用改进的二次型性能指标修改自适应参数的方法,可以在实现对参考模型跟踪的同时又不使控制增量过大,与常规的PI型简单自适应控制相比在适应律的计算中引入了控制量的增量和状态误差在k及k+1时刻的采样值。利用该方法为直流侧电压设计了控制器,并进行了仿真与实验研究,结果表明与PI型适应律相比,新的控制器能提高系统的动态响应性能,负载变化时系统的鲁棒性更强。
上传时间: 2013-06-15
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最为全面的电流检测电路详解 电流检测电路电流互感器CT二次测得的AC电压,经D20~D23组成的桥式整流电路整流、C31 平滑,所获得的直流电压送至CPU,该电压越高,表示电源输入的电流越大
标签: 电流检测电路
上传时间: 2013-07-29
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LED驱动电源的后级DC-DC恒流电路采用LLC谐振半桥的拓扑结构,并通过输出的电流电压双环反馈来实现恒流限压功能。LLC谐振半桥DC-DC恒流电路的功率部分包括了谐振电路和输出整流电路,控制部分有芯片供电电路、控制芯片外围电路、输出反馈回路等,经试验证明该系统输出稳定好,能够长时间高效工作。
上传时间: 2013-12-22
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电源电路
上传时间: 2013-10-16
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针对开关电源中的整流电路和其本身的非线性负载特性产生大量谐波污染公共电网问题,提出了一种高功率因素校正电路。采用英飞凌(Infineon)公司的CCM控制模式功率因素校正芯片ICE2PCS01控制驱动MOSFET开关管,并与升压电感、输出电容等组成Boost拓扑结构,输入电流与基准电流比较后的误差电流经过放大,再与PWM波比较,得到开关管驱动信号,快速而精确地使输入电流平均值与输入整流电压同相位,接近正弦波。结果表明,该电路方案能大大减小输入电流的谐波分量,在AC176V-264V的宽电压输入范围内得到稳定的DC380V输出,功率因素高达0.98。
上传时间: 2014-01-25
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升压电路
上传时间: 2013-10-16
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同步整流技术简单介绍大家都知道,对于开关电源,在次级必然要有一个整流输出的过程。作为整流电路的主要元件,通常用的是整流二极管(利用它的单向导电特性),它可以理解为一种被动式器件:只要有足够的正向电压它就开通,而不需要另外的控制电路。但其导通压降较高,快恢复二极管(FRD)或超快恢复二极管(SRD)可达1.0~1.2V,即使采用低压降的肖特基二极管(SBD),也会产生大约0.6V的压降。这个压降完全是做的无用功,并且整流二极管是一种固定压降的器件,举个例子:如有一个管子压降为0.7V,其整流为12V时它的前端要等效12.7V电压,损耗占0.7/12.7≈5.5%.而当其为3.3V整流时,损耗为0.7/4(3.3+0.7)≈17.5%。可见此类器件在低压大电流的工作环境下其损耗是何等地惊人。这就导致电源效率降低,损耗产生的热能导致整流管进而开关电源的温度上升、机箱温度上升--------有时系统运行不稳定、电脑硬件使用寿命急剧缩短都是拜这个高温所赐。随着电脑硬件技术的飞速发展,如GeForce 8800GTX显卡,其12V峰值电流为16.2A。所以必须制造能提供更大输出电流(如多核F1,四路12V,每路16A;3.3V和5V输出电流各高达24A)的电源转换器。而当前世界的能源紧张问题的凸现,为广大用户提供更高转换效率(如多核R80,完全符合80PLUS标准)的电源转换器就是我们整个开关电源行业的不可回避的社会责任了。如何解决这些问题?寻找更好的整流方式、整流器件。同步整流技术和通态电阻(几毫欧到十几毫欧)极低的专用功率MOSFET就是在这个时刻走上开关电源技术发展的历史舞台了!作为取代整流二极管以降低整流损耗的一种新器件,功率MOSFET属于电压控制型器件,它在导通时的伏安特性呈线性关系。因为用功率MOSFET做整流器时,要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能,故称之为同步整流。它可以理解为一种主动式器件,必须要在其控制极(栅极)有一定电压才能允许电流通过,这种复杂的控制要求得到的回报就是极小的电流损耗。在实际应用中,一般在通过20-30A电流时才有0.2-0.3V的压降损耗。因为其压降等于电流与通态电阻的乘积,故小电流时,其压降和恒定压降的肖特基不同,电流越小压降越低。这个特性对于改善轻载效率(20%)尤为有效。这在80PLUS产品上已成为一种基本的解决方案了。对于以上提到的两种整流方案,我们可以通过灌溉农田来理解:肖特基整流管可以看成一条建在泥土上没有铺水泥的灌溉用的水道,从源头下来的水源在中途渗漏了很多,十方水可能只有七、八方到了农田里面。而同步整流技术就如同一条镶嵌了光滑瓷砖的引水通道,除了一点点被太阳晒掉的损失外,十方水能有9.5方以上的水真正用于浇灌那些我们日日赖以生存的粮食。我们的多核F1,多核R80,其3.3V整流电路采用了通态电阻仅为0.004欧的功率MOSFET,在通过24A峰值电流时压降仅为20*0.004=0.08V。如一般PC正常工作时的3.3V电流为10A,则其压降损耗仅为10*0.004=0.04V,损耗比例为0.04/4=1%,比之于传统肖特基加磁放大整流技术17.5%的损耗,其技术的进步已不仅仅是一个量的变化,而可以说是有了一个质的飞跃了。也可以说,我们为用户修建了一条严丝合缝的灌溉电脑配件的供电渠道。
标签: 同步整流
上传时间: 2013-10-27
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