新型电子束焊机高压电源的设计与实现

传统的电子束焊机高压电源电路结构复杂、体积庞大,为此研发了一种新型60 kV/100 mA逆变式电子束焊机高压电源,电路结构简单、电压输出稳定。电源调压电路采用脉宽调制(PWM)技术控制的全桥变换器,使三相整流后的约540 V电压转化为0~500 V幅值可调的稳压直流电,然后经全桥逆变电路逆变为频率为20 kHz方波交流电;升压电路采用变压器串联与倍压整流的方式,将前级20 kHz方波交流电转变为60 kV的直流高压;控制电路采用基于比例积分微分(PID)调节的电压双闭环控制策略,能够使电源实现稳定的高压输出。搭建了高压测试平台对所研制的高压电源进行了测试,结果表明电源高压输出稳定、控制精度高,高压输出纹波与稳定度均能稳定在1%范围内,能够满足电子束焊机的要求。     

一种新型双环控制并联均流稳压电路

航天器多路输出DC DC变换器非主控输出电路常采用线性稳压器进行二次稳压调整，以确保非主控输出电压的稳定度和调整率满足负载使用要求.当变换器非主控输出电路电流大于线性稳压器额定工作电流时，常规下垂法并联均流扩容方式往往导致输出电压稳定度和调整率较差.为了解决该问题，本文在传统下垂法的基础上提出一种新型双环控制并联均流稳压电路，采用电压和电流双环控制方法，在保证了均流度的前提下，提升了变换器非主控输出电压的稳定度以及调整率.     

单相Z源逆变器控制策略

提出了一种单相Z源逆变器控制策略,该策略由Z源网络电压控制环、交流侧电压瞬时控制环和直流侧电压纹波前馈控制环3部分组成.由于Z源阻抗网络存在非最小相位效应,因此在Z源网络电压闭环控制基础上引入了交流侧瞬时控制,使逆变器获得了较快的响应速度.针对负载较重时Z源网络输出电压波动大的问题,通过电压纹波前馈控制修正调制比,有效抑制了直流侧电压纹波对交流侧的影响,提高了输出交流电压的波形质量.仿真及实验结果均证实了所提出的控制策略的有效性.     

一种大功率可控硅整流的高稳定直流稳流电源

本文阐明了在高电压输出的直流电源中主电源回路采用可控硅整流的优点,分析了直接通过可控硅产生的控制作用,指出在稳定性要求特高的各种直流电源中这种方案也是可取的。研制的可控硅整流直流稳流电源对电源电压在220伏±10％的稳定度为0.0001％,长期稳定度为0.05％/4小时,负载变化20％的稳定度为0.05％,纹波有效值为2毫伏。     

内含稳定的瞬时备用电源的电源

以５Ｖ电源为例，阐述一种可以广泛应用于各种电子仪器的内含稳定的瞬时备用电源的电源的设计方法和元器件的选择。这种电源采用在两极稳压中间加瞬时备用电源，利用电源滤波电容上电压不能跳变，在电源突然掉电后滤波电容上的电压变化来控制开关元件，将备用电源接通和关断的原理设计。备用电源使用可充电电池。通过元器件的选择，可使这种电源在掉电后几十秒到百秒范围内不间断地向电子仪器提供稳定的电压，从而在小电流范围内可取代价格昂贵的ＵＰＳ电源。     

使用非线性负载检定交流供电电源浅析

阐述了使用线性负载校准交流供电电源时,存在不能校准电源非线性特征和功率因数的问题,因而提出了采用非线性负载校准方法,通过两种非线性负载的设计原理的分析与大量实验论证,得出二极管整流非线性负载模型能很好地解决此问题。     

正激式DC-DC同步控制双路输出变换器的研究

为了改善双路输出正激式DC-DC变换器交叉调整问题,提高电源在输出负载变化应用环境中的输出电压精度和动态性能,设计一种双路同步控制策略,计算并比较两路负载输出功率判定主路与辅路,主路采用闭环PID控制策略,辅路采用改进的滞环电流控制策略,同时调整开关管的占空比。应用提出的控制策略,在MATLAB/Simulink中模拟变换器的工作过程并制作样机,仿真和实验结果均表明,输出负载变化时主辅路均具有较高的输出电压精度,改善了交叉调整率,验证了控制策略的可行性。     

取样示波器瞬态响应的光电校准技术研究

本文介绍了一种使用光电方法对取样示波器瞬态响应进行校准的技术。该技术基于飞秒激光和光导开关原理，实现了超快电压脉冲的产生和探测，获得可用于取样示波器校准的信号，之后利用时基修正、抖动修正、反卷积等处理手段，实现了取样示波器瞬态响应的校准。本技术能够获得取样示波器完整的冲激响应和阶跃响应，具有非常重要的意义。     

直流高电压标准分压器周期校准方法的研究

建立直流高电压计量标准的关键是解决主要溯源设备的直流高电压标准分压器的高准确度校准问题。介绍了一种对额定工作电压高达100 kV的直流高电压标准分压器进行周期校准的方法,给出了具体的校准步骤并进行了不确定度的分析。该校准方法可以达到10-6量级的校准不确定度,已经在实际工作中得到应用,结果表明:直流高电压标准分压器新的校准方法是正确可行的,可用于高电压标准分压器的周期校准。     

高频大功率GXN—50型霓虹灯电子电源的研制

ＧＸＮ－５０型霓虹灯电子电源是为负载提供高频交流电压电流的电源设备，是一种专用大功率霓虹灯电源。该产品采用先进的电子技术，节能效率高，带负载能力强（比传统电源高４倍以上），并采用超音技术，用特制的电子开关代替价格昂贵的机械继电器，因而无任何噪声，灯光变化采用程序控制，变换方式灵活，工作稳定可靠。该电源体积小、重量轻，并设计了过压过流保护电路，具有抗干扰能力强等特点。     

直流电源输出端耦合的高频分量测试方法

针对直流电源输出直流电压中与变换器开关频率相同的高频交流电压分量的测量难题,介绍了一种基于数字示波器的测量方法,重点通过改善被测电源供电、示波器探头选择与连接、研究分析示波器操作设置等方式,解决了测量过程中受低频干扰和噪声影响而难以获得稳定高频交流电压波形或量值的问题,实现了高复现性的高频交流电压小信号测量,并对该方法的测量不确定度进行了分析与评定。     

150kV/30kW逆变式电子束焊接高压电源设计

针对150kV/30kW电子束焊接高压电源高电压、大功率输出的要求,低压电路采用IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)逆变隔离直流电源与逆变全桥串联的主电路拓扑,高压电路由3组升压变压器与10倍压整流电路的串联结构并联组成;设计了高压采样电路、束流采样电路,以及双闭环控制电路.基于上述技术,实现了150kV/30kW高电压大功率输出.实验结果表明高压加速电源的输出线性度和束流输出线性度较好,同时高压稳定度和束流稳定度均在0.5%左右,能够满足电子束焊接的要求.     

一种负极性直流高压线性电源设计

本文提出了一种基于光耦反馈调整的负极性高压线性电源解决方案，使用NPN型三极管作为功率调整管的前提下，实现了负1200V直流电压输出。本文对提出的电源方案建立了小信号传递函数模型，在传递函数模型的基础上论证了所提出的电源系统具有稳定性高、噪声低等优点。     

直流电源输出阻抗测量技术

直流电源输出阻抗是新的特性参数,一些电源产品开始把它列入技术指标手册中。本文分析了电源阻抗的定义,总结了电源阻抗的特点,综述了当前电源阻抗测量技术的现状,提出了基于数字电桥的一种测量方法,提出了直流电源阻抗测量中的技术难点和尚待解决的技术问题。     

150kV逆变电源性能优化及其束源特性

为了进一步提高电子束流发生系统工作的可靠性和稳定性,提高电子束加工质量,采用AC-DC-AC-DC-AC-DC的拓扑电路、新型功率变压器、高压脉冲检测技术、优化的束流反馈控制与灯丝加热电流闭环反馈控制技术等,分别优化了高压加速电源、偏压电源与灯丝加热电源。将所研制逆变电源与150 k V/30 k W电子枪、真空系统等组成了一套电子束流发生系统,测试了该电子束流发生系统输出的高压、最大束流以及灯丝加热电流、偏压变化对束流输出的影响。试验结果表明:经过优化的逆变电源高压输出达到-150 k V,高压输出线性度较好,最大束流达到200 m A;高压、灯丝加热电流给定时,随着偏压降低,束流输出逐渐增大;高压、偏压给定时,随着灯丝加热电流增大,束流输出存在死区、线性增大区和恒流区。     

DC-DC电力变换器设计与实现

DC-DC是将不可调的直流电压转变为可调或固定的直流电压,是一个用开关调节方式控制电能的变换电路,这种技术被广泛应用于各种开关电源、直流调速、燃料电池、太阳能供电和分布式电源系统中。上个世纪,随着功率开关器件的发展,变换器拓扑和变换技术已经取得了很大的成就,并且已经发展到一个相当高的水平。在DC-DC变换器的演化过程中,离不开各种直流变换技术,各种新技术的产生和发展很大程度上影响了变换器拓扑的演化。本课题的目的是设计一种DC-DC电力变换器,其可将一种直流电变换为另一种形式直流电,并利用MC9S08DZ60单片机对其进行控制,主要对电压、电流实现变换,它在可再生能源、电力系统、交通、航天航空、计算机和通讯、家用电器、国防军工、工业控制等领域有广泛的应用。     

基于自适应二阶终端滑模的SRM直接转矩控制

传统的直接转矩控制（DTC）可以在一定程度上减小开关磁阻电机（SRM）的转矩脉动,但是在换相区的转矩脉动抑制效果较差,并且传统的PI控制存在超调量大、鲁棒性差、抗负载扰动能力有限的缺点。因此,设计了基于负载转矩变化率自适应估计的二阶终端滑模转速控制器,在有限时间内使得系统状态迅速收敛到平衡点,实现无需已知扰动上界快速输出给定转矩。此外,对传统的扇区规则进行改进以优化电压矢量的选取,减少由于换相产生的转矩脉动。仿真和实验结果表明:改进后的DTC系统拥有良好的调速控制性能,抗干扰能力强,鲁棒性好,能进一步减少转矩脉动。      

交流量子化霍尔效应的研究与应用

电阻有频率变差,电阻在交流状态下的溯源是计量领域的难题,以往采用交直流差可计算电阻实现了交流电阻的溯源,但存在稳定性和一致性较差的问题,当前采用交流量子化霍尔效应作为交流电阻标准成为计量领域的研究热点。其中需要解决交流量子化霍尔电阻及其向实物标准电阻传递的准确度问题。本文介绍了采用分裂式屏蔽结构克服交流量子化霍尔电阻频率误差的方法,研制10-8量级高准确度四端对电桥满足交流量子电阻的传递需求,研制完全等电位屏蔽结构的交流电桥校准装置保证四端对电桥的准确度,并介绍了交流量子电阻基准的应用领域。     

直流2000A大电流标准装置及检定系统

介绍了一种新建立的直流大电流标准装置及检定系统,该系统主要由直流电源、电流比例标准、标准电阻和数字电压表组成,测量范围为1A～2 000 A,2 000 A大电流源的扩展不确定度（最佳测量能力）为1×10^-4;2 000 A大电流表的扩展不确定度为5×10^-5,并对整套装置的扩展不确定度进行了全面的分析。