空间站高压锂电采集电路的安全性设计与应用研究

由于空间站有锂离子蓄电池组在轨更换的需求,为保障航天员在进行电池更换操作时的人身安全,电池组内设计有分断开关,但分断开关的动作会引起浪涌电流及反向过电压,影响基于AD7280芯片的锂电采集电路及下位机系统的安全。研究了在分断开关工况下浪涌电流及反向过电压的产生原理,提出了一种基于AD7280芯片的锂电采集电路的优化设计方案,通过采取反压隔离、浪涌抑制及高低压隔离等保护措施以进一步提高系统的安全性和可靠性,并通过Cadence仿真及试验进行验证,结果表明该设计方案安全、可靠、满足系统要求。     

5kW离子电推进大功率屏栅电源的设计研究

本文针对航天器用5kW离子电推力器核心供电模块屏栅电源的技术需求,采用移相全桥技术设计了低电压输入高电压输出的大功率屏栅电源模块。对比分析了ZVS和ZVZCS两种移相全桥方案后,得出ZVZCS更适合于电推进屏栅电源的设计。提出了ZVZCS移相全桥变换器CDD无损缓冲电路中辅助电容的设计方法,论述了屏栅电源功率级和控制电路的设计过程。通过实物产品验证表明：采用ZVZCS移相全桥技术设计的屏栅电源模块能在较宽的负载范围内实现超前桥臂和滞后桥臂的软开关,提高了变换器的效率;采用CDD无损缓冲电路能辅助实现滞后桥臂的零电流关断,降低原边电流的损耗,同时降低高压整流管的电压应力。在具备完善的输入滤波,浪涌抑制及母线开关等功能以后,最大功率下效率在95%以上。     

一种新型电解电源设计及其实验研究

从电解电源的高频高效化、绿色化、数字化及智能化的发展方向出发,利用电流增强原理,设计了一种开关管带并联辅助网络的零电压全桥软开关电路拓扑,具有节能增效、可靠性高的优点.采用TMS320LF 2407A为核心控制芯片.得到了全桥移相PWM输出波形,并设计了反馈信号调理电路与后端驱动电路,电路形式简单紧凑,实现了软开关电解电源的全数字化控制.     

基于LabVIEW的共直流母线型电机测试系统

详细介绍了基于LabVIEW的共直流母线型电机测试系统架构组成,采用高精度高动态响应的ASD伺服驱动器,选配合适的电流传感器与功率分析仪,上位机LabVIEW与MATLAB结合绘制电机MAP图、外特性曲线,上位机LabVIEW与SQL数据库建立联系,共直流母线型系统优化了能量循环方式,实现能量母线侧内循环。测试结果表明:该系统功能全面,可实现精准控制与测量,可靠性高,可用于200 kW以下的交流异步电机或永磁同步电机的性能及耐久性测试。     

基于无刷直流电机的电动车控制器研究与设计

传统的电动车用无刷直流电机(BLDCM)控制器功率逆变电路,为实时检测相电流,通过电阻进行相电流采样并反馈给微控制单元(MCU)进行电流环闭环控制,然而,在功率较大的控制器电路应用中,大电流会导致功率损耗增加。为解决这一问题,以STM32系列微型单片机为核心,设计了一套电动车控制器控制电路。重点阐述BLDCM硬件控制。为改进电源短路保护电路,提出了一种新型的MOS管内阻采样方法,并制作铝基板PCB。测试结果表明:该控制电路测控性能稳定,能够应用于工业生产中。     

热插拔技术在机载计算机电源系统中的研究

为了解决高性能计算机分布式供电体系中间母线电压在热插拔状态下的可靠运行问题。对TPS2490热插拔控制器分析后进行了相关参数设计研究。设计出针对较高电压、大功率的热插拔电路,测试结果与预期相符,系统功能设计及性能要求已全部实现,解决了整个母线电压及系统的稳定性、可靠性问题,同时表明该系统具有供电质量好,可靠性高,易于维护等优点。     

高速无刷直流电机驱动用零电流转换电路

本文将一种新型的零电流转换降压斩波电路应用到大功率高速无刷直流电机控制系统中,详细分析了软开关电路的工作原理,并对该电路进行了实验验证,结果证明该变换器能实现所有开关和二极管的软开通和软关断,并且电路的EMI和开关损耗都有明显降低.     

一种新型结构机电混合式功率控制器技术研究

 分析了飞机270 V高压直流电力系统中对高压开关的需求，介绍了一般的混合式功率控制器（EMPC）的结构并分析了它所存在的缺陷。提出了一种新的EMPC结构形式，该结构基于RCD+继电器的吸收网络，有效地吸收关断电压尖峰，又不会在开通瞬间造成短路，新的控制方案还解决了EMPC的开通带容性负载的问题。实验表明，新型的EMPC既具有无触点开关不产生电弧的性能，又具有机械接触器导通压降小的优点，对负载的适应能力强，适合于在飞机270 V高压直流电力系统中使用。     

航空高速电磁阀驱动器的设计

对航空发动机的高速电磁阀维修后,需要进行测试试验。根据电磁阀的特性,需要驱动脉冲具有特殊的波形。设计采用单片机和高速开关电路产生所需要的波形,利用场效应管栅级驱动、电压比较器与PWM实现了电磁阀的快开、快关及电流平稳控制。该驱动电路具有开关效果好、功耗低、适应范围广的优点。电磁阀的开启电流、保持电流的大小、叠加高频颤振波的峰峰值、PWM信号频率和占空比均可调节。     

脉冲等离子体推力器电源处理单元技术研究

为了进一步提高脉冲等离子体推力器点火的可靠性和使用寿命,采用理论计算和地面试验的方法,设计了一款可应用于立方体纳卫星脉冲等离子体推力器放电能量为2.6J的电源处理单元,其放电点火电路是基于LC振荡电路,且对放电点火电路的性能、开关管的电流应力和整个电源处理单元的稳定可靠性进行了研究。结果表明:LC振荡放电点火电路中,开关器件的电流应力较小,提高了整个电路的可靠性;该放电点火电路在输入电压800V时,点火电流的峰值可达到100A～150A,这种大电流放电有助于清除火花塞表面的积碳。     

高功率密度电动伺服系统高压驱动关键技术研究

高功率密度电动伺服控制系统的性能、可靠性与控制系统结构、主电路功率开关器件的驱动和保护设计密切相关.针对当前大功率高功率密度伺服系统快速发展的迫切需求,为使伺服系统具有优异的控制性能,且保障高压功率开关器件能稳定、可靠的工作,提出一种基于数字信号处理器和可编程逻辑器件组合的多轴高性能电动伺服控制系统设计方案.重点研究了主电路功率开关器件IGBT的驱动电路和吸收保护电路结构及参数优化方法,并提出一种集隔离、驱动、保护一体化软硬相结合的双重过流保护方案,详细说明了各保护参数的计算方法,所设计的四轴驱动控制器功重比达5.2kW/kg,伺服系统功重比达0.49kW/kg.实验结果证明:该伺服驱动控制系统具有实时性强、动态响应快、功率器件驱动保护电路性能稳定、可靠性高等优点.     

什么叫顺序控制器

顺序控制器是六十年代末开始出现的一种介于继电器固定逻辑控制和电子计算机控制之间的新型自动控制装置。它是按照予先确定的顺序,或按一定的逻辑所决定的顺序,依次进行各阶段的开关量控制的通用电子装置。所谓开关量控制,就是对两种状态的控制,如继电器的吸合与释放,触点的通与断,电磁铁的通电与断电,电动机的起动与停止、正转与反转,阀门的开关等等。对开关量状态控制的程序转换,可以取自现场的信号(如行程限位开关、按钮等)。但有些过程如清洗、电镀等难以取得现场信号,则可以根据延时信号进行时间控制。     

一种高侧电流检测电路的仿真与验证

为提高小功率航天设备的可靠性,设计了一种基于高侧电流检测芯片的可恢复式的过流检测电路.采用硬件逻辑电路实现了反时限、定时限和瞬时速断保护曲线,对该电路进行仿真分析和验证,并对多级保护策略进行了讨论.结果表明:该电路结构简单、可靠性高,可灵活调整保护时间,其功能和性能均满足指标要求;采用多级分段保护的方式可提高电子系统的...     

校正开关型电源的功率因数

对于复杂的开关型电源设计者来说,想获得很高的功率因数是比较困难的。如果电源电路的功率因数很低,电源就可能达不到联邦通讯委员会关于电磁容性方面的规定。另外,由于较底的功率因数造成很大的输入尖峰电流:从而降低了电路的可靠性现在,电源设计者应用两种新出现的集成电路,可以较容易地解决这一问题:在应用功率 MOS 管的功率转换电路中,用新型的集成控制电路来校正提高电源的功率因数、并且使电源的输入电压有很宽的调节范围.     

不平衡电网三相四开关变换器预测功率控制

为了提高三相四开关变换器并网电能质量,提出一种适用于不平衡电网条件的有限控制集模型预测直接功率控制策略。分析三相四开关变换器的工作机制和电压矢量变化关系,并建立其功率预测模型。使用αβ静止坐标系下的电网电压以及其90°延迟信号计算功率补偿值,设计价值函数,选择最优电压矢量对应的开关状态。该控制策略无需传统的正负序分离控制及锁相环技术,易于实现。仿真和试验结果表明,在不平衡电网条件下,所提出的控制策略能够有效降低并网电流畸变,消除功率波动,提高并网电能质量。     

脉冲等离子体推力器电源处理单元技术研究

为了进一步提高脉冲等离子体推力器点火的可靠性和使用寿命，采用理论计算和地面试验的方法，设计了一款可应用于立方体纳卫星脉冲等离子体推力器放电能量为2.6J的电源处理单元，其放电点火电路是基于LC振荡电路，且对放电点火电路的性能、开关管的电流应力和整个电源处理单元的稳定可靠性进行了研究。结果表明：LC振荡放电点火电路中，开关器件的电流应力较小，提高了整个电路的可靠性；该放电点火电路在输入电压800V时，点火电流的峰值可达到100A～150A，这种大电流放电有助于清除火花塞表面的积碳。     

具有功率因数校正的零电压开关谐振变换器设计

传统型PWM控制的开关电源是硬件开关，开关损耗大，不利于向小型化，轻量化发展。本提出利用零电压开关谐振技术实现功率开关管的软开关技术，从而降低开关损耗，并采用SG3525为核心的主开关控制电路，提高系统的动态响应性能，同时采用UC3854对AC／DC变换过程作了功率因数校正，以改善输入电流的波形，提高电力资源的利用率。     

基于DSP的固态功率控制器的设计

以提高某型飞机配电系统可靠性及灵活性为目的,设计了一种以DSP为控制内核,以μC/OS-Ⅱ实时嵌入式操作系统为软件平台的固态功率控制器。硬件选择上,系统主控制单元采用TI公司的DSP芯片TMS320F2808;功率开关芯片选用具有自保护功能的BTS724G,以期提高系统可靠性和降低功耗;采用ACS756电流传感器替代传统采样电阻。软件实现上,给出了详细的软件设计思路和系统程序设计。系统调试表明,设计的基于DSP的固态功率控制器很好地满足了负载通断要求,开关准确度和灵敏度比较高。     

密闲触点开关的低温故障分析

继电器触点开关已被广泛应用到各个领域。尤其在航空工业中无论地面设备还是机载仪表应用非常普遍,而它的可靠性早已引起了人们的关注。干簧开关组合一个线圈构成了干簧继电器。它和一般继电器比较其可靠性是显而易见了。航空产品需要±60℃的范围使用,因此解决干簧开关低温故障问题成了关键。由于一般继电器触点开关也有类似的低温故障,所以解决干簧开关的低温故障具有普遍意义。     

基于模糊在线调整权重因子的三相六开关容错逆变器驱动异步电机FCSMPTC

为了进一步提高异步电机的控制性能,减小磁链和电流脉动,针对传统异步电机有限控制集模型预测转矩控制(FCSMPTC)中目标代价函数权重因子的配置问题,提出一种模糊在线调整权重因子的异步电机FCSMPTC方法。通过判断转矩和磁链误差,采用TakagiSugeno模糊控制方法实现对权重因子的动态调整,并给出了模糊论域和相应的模糊规则设计。同时考虑到三相异步电机驱动系统中逆变器开关故障给控制系统带来的影响,采用三相六开关容错控制策略对系统进行容错控制。仿真结果表明:该控制方法能够平滑磁链和电流输出,减小电流谐波。