电感隔离型固态Marx脉冲功率源的研究

基于现场可编程门阵列(FPGA)和串联谐振充电电路,设计了一款参数可调、结构紧凑的固态Marx高压脉冲电源。采用FPGA提供时序可调的控制信号,可产生电压幅值、脉宽和频率均可调的高压脉冲。采用串联谐振充电电路作为充电电源,能够更高效快速地对Marx电路充电,且故障状态下具有一定的抗短路能力。实验中搭建了一台12级Marx电路,能稳定输出电压幅值10 kV,重复频率10 kHz,脉宽5μs的高压重频脉冲,且脉冲参数可调。     

方波脉冲等离子体用于水处理的研究

为了产生适合水面上等离子体激发的方波脉冲,选取快速MOSFET为主开关管,采用串心磁环隔离同步驱动的方案,设计了正极性Marx脉冲源。放电实验结果表明,用于罗丹明溶液处理最大输出电压幅值20 kV,最大脉冲电流为17 A,最小脉宽约为400 ns,其上升沿和下降沿约100 ns左右,重复频率为1 kHz。液体处理放电实验中对比了不同参数的高压脉冲下的处理效果,结果表明等离子体放电能有效去除罗丹明,其电场强度和脉冲频率为主要影响因素,也验证了脉冲宽度对其影响不大。     

基于BJT开关和Marx的双极性脉冲发生器

双极结型晶体管(BJT)的集电极与发射极之间的雪崩击穿具有快导通、快恢复、高稳定性等优点,适合作为小型Marx脉冲功率发生系统自击穿开关。将相同级数的单层Marx发生器和双层Marx发生器进行了对比,得出相同级数的双极性Marx发生器输出电压的峰值更高,更加稳定;在倍压的情况下,将不同输出负载的放电脉冲进行了对比,得出以8个BJT串联作为负载,更可获得10 ns左右脉宽的窄脉冲。     

农用车辆铅酸蓄电池快速充电系统设计

设计了一种农用车辆铅酸蓄电池快速充电系统,阐述了在充电过程中加入反向放电负脉冲能够加快充电速度的原理,给出了硬件设计框图,设计了快速充电系统的主电路以及反向放电负脉冲的放电电路.通过实验得到了该系统的充电波形,证实了该系统所使用的快速充电方法切实有效,提高了农用车辆铅酸蓄电池对于充电电流的接受能力,加快了充电速度,达到了设计目的.     

用于汽车尾气处理实验的高压脉冲源的研究

提出了一种可用于汽车尾气处理实验的高压脉冲源的设计方案。利用高压直流电源给高压电容充电,再通过控制串联IGBT对高压电容的电压进行斩波来实现高压脉冲的输出。尾气处理实验中采用了24级串联IGBT作为主放电开关,最终在DBD(Dielectric barrierdis charge)负载上实现频率和脉宽可调的20kV高压脉冲输出,产生低温等离子体用于尾气处理。     

用于三电极负载的固态脉冲电源设计

设计了一种基于Marx的三电极脉冲电源。采用磁环隔离驱动方案和双MOSFET驱动电路,实现了在三电极负载下同时输出正负高压脉冲。分析了电路的运行方式,搭建了32级脉冲电源,并设计了一种针板电极和DBD电极结合的三电极负载,实现了总输出电压13 kV,脉宽10μs,频率1 kHz,且输出电压、脉宽可调。实验验证了该电源方案在三电极负载下的可行性。     

电动汽车动力电池智能充电频率的研究

为满足电动汽车日益发展的需要,其动力能源—蓄电池的充电技术必须能够实现快速、高效、无损的充电,采用变电流最优频率控制的脉冲充电方法,实现电动汽车动力蓄电池的智能充电。针对最优频率做了交流阻抗的实验,再现脉冲充电过程蓄电池阻抗—频率关系,实现蓄电池的内部阻抗在充电过程中与充电系统的输出阻抗匹配,找到电动汽车动力电池充电过程阻抗最小对应的频率段,即:脉冲充电过程的最优频率段,为脉冲充电过程的频率控制提供基本策略。     

低温等离子发生器工作特性及实验研究

设计了一种基于介质阻挡放电原理的低温等离子发生器,对外加电源电压和频率、放电间隙、介质材料及厚度、温度、气流速度等因素及尾气处理效果进行了实验,并对实验结果进行了分析。研究表明,该发生器可使发动机尾气中HC及NO的排放量降低20％以上。为低温等离子体在排放控制方面的研究提供了实验及理论依据。     

防作弊出租车计价器的设计

在出租汽车市场中,某些运营人员利用脉冲发生器外加非法脉冲等方式,改变实际路程,达到多收取费用的目的,严重损害了乘客的经济利益。针对该行业中采用脉冲发生器作弊的问题,本设计采用STC89C52单片机为核心,采用智能传感器、语音电路、液晶显示电路、打印电路、数据存储电路等组成整套系统,设计了一款防作弊的出租汽车计价器,实现了杜绝非法脉冲的目的。     

土壤的电特性及电场杀虫的研究

提出了一种新的物理研究土壤及杀灭地下害虫的方法-高压脉冲电场杀虫,避免了常规大面积毒土对环境的污染.同时,介绍了一种易于实现频率、占空比、电流、电压等参数可调的高压脉冲发生及处理实验装置.通过此高压装置对实验样品土壤和害虫在实验处理室放电,研究高压脉冲电在土壤中的传播特性,并确定在什么样的条件下,高压脉冲电场对土壤中的地下害虫杀伤效果最好,同时又避免对益虫和植物的损伤.     

低温等离子体净化汽车尾气的实验研究

研制了一套高压脉冲电源和介质阻挡放电反应器,通过在常压下放电产生低温等离子体。结合模拟汽车排气实验,对放电电压、脉冲频率影响尾气净化的规律进行了系统研究。研究表明,利用介质阻挡放电产生低温等离子体净化尾气,是一种具有发展前景的排气后处理技术,对汽车尾气具有明显的净化效果。     

节能型家电调功遥控器

传统的家用电灯、电扇等电器的开、关、调光,调速功能或是无调节功能,或是虽有此功能但多采用电阻、电感形式进行调节。在电力供应还相当紧张的今天,从使用方便、安全、节能方面考虑,本文向读者介绍一种简单实用的调功遥控器。 一、电路工作原理 发射器电原理如图1所示,IC1是专用红外发射集成电路,完成编码、振荡、放大功能。IC1的①脚外接定时电容器C2,其容量大小决定编码脉冲宽度。IC2的②脚接地。②脚外接R1、R3,改变R1、C3的数值即可调整编码脉冲的频率。本电路使用占空比为50％的1KHz脉冲。IC1的④⑤⑥⑧⑨⑩接功能控制键,即控制输出脉冲的频率,脚的R2、C5决定其内部载波发生器的振荡频率,⑾通常在39KHz。⒀脚为脉冲输出端,BG1为功放管,VD1红外发射管。⒁脚接电源、电压范围2.5～     

30kV液体食品灭菌用高电压脉冲发生器的设计

高电压脉冲电场灭菌是目前新出现的冷灭菌方法中最受瞩目的方法之一。灭菌用高电压脉冲发生器是整个灭菌过程中的关键。为此,介绍了30kV、频率可调的高电压脉冲发生器的工作原理。试验应用表明,该脉冲发生器对液体食品具有明显的灭菌效果。     

涡轮增压器动态特性测试用脉冲发生器设计

为了准确模拟增压发动机实际排气压力波状况,进行涡轮增压器动态特性测试,分析了发动机排气压力波特征,确定了脉冲发生器设计目标.在前期研究的基础上,对脉冲发生器转动盘开口型线提出了改进方案,利用一维非稳态仿真计算和三维CFD计算相结合的方法,对脉冲发生器进行了设计,模拟发动机不同频率和不同进气相位的排气压力波.利用试验对脉冲发生器产生的压力波进行了验证,结果表明,设计的脉冲发生器可以准确地模拟出典型的发动机排气压力波,证明了设计计算方法的可行性和改型方案的正确性,为脉冲发生器提供了一种比较完善的设计体系.     

脉冲充电在离网光伏发电系统中应用的可行性分析

随着光伏发电系统的发展,离网光伏发电配合储能元件（PV储能系统）在缺少电力环境下作为电能主要来源或在紧急断电时作为后备电源所体现的作用也越来越明显。由于储能元件（一般为蓄电池）充电特性的限制,现有离网光伏发电系统一般通过充放电控制器对储能元件进行大电流一涓流充电。这种充电方式可靠性高,但是充电速彦漫。脉冲充电在电动汽车蓄电池上的实现给离网光伏发电蓄电池充电带来了曙光,很多学者提出在离网光伏发电系统中通过DC／DC电路调节电流大小,并通过绝缘栅双极晶体管（IGBT）把平稳的电流转化为脉冲从而实现对蓄电池的脉冲充电。     

农业机器人充电系统的设计

通过对农业机器人充电系统的研究,设计了基于AT89S52的智能型充电系统,实现了农业机器人蓄电池最佳充电曲线跟踪技术,给出了系统的工作原理、硬件结构及软件流程。该系统可根据农业机器人蓄电池的状态自动改变充电电流大小,并通过全程窄脉冲放电消除充电过程中的极化现象,缩短了充电时间,提高了充电效率,并在一定程度上提高了农业机器人的工作时间和准确性。     

滴灌压电泵的驱动电源设计与试验研究

针对滴灌压电泵对驱动电源的要求,基于EG8010逆变器芯片,采用单相桥式电压型逆变与整流电路以及SPWM技术控制正弦波发生器芯片实现一种基于SPWM技术开关型电源驱动装置.首先提出了适用于滴灌压电泵的驱动电源结构和工作原理,通过相应控制调节电路,形成激励电压与频率连续可调的单相正弦波,从硬件上进行了输出电压反馈与调节电路、频率调节电路、温度监测电路的设计,以此作为滴灌压电泵激励源并进行了试验研究.结果表明:与信号发生器和功率放大器组成的传统驱动方式相比,该驱动电源拥有自带死区控制、稳定性强、波形失真小、结构简单、体积小、操作方便、成本低等优点,能够满足其对滴灌压电泵的驱动与控制等要求.     

基于单片机控制的蓄电池容量校核系统设计

为了有效地对蓄电池容量进行校核,采用80C196KB单片机,结合检测模块,设计了恒流充电、放电主电路、检测电路、监控电路。介绍了系统结构图、BUCK电路工作原理、PWM信号产生电路,通过单片机的控制,系统按照预先设置好的程序,自动对蓄电池的充放电进行检查。     

基于DSPIC30F2020的双向DC/DC变换器的设计

本系统以双向半桥(两象限)DC/DC电路为主电路,以DSPIC30F2020单片机为主控制器,实现了向DC/DC变换器的功能.控制器设定充放电模式,通过对输出电流和输出电压进行采样,利用闭环控制策略,结合PID控制算法使得充电模式下恒流输出,放电模式下恒压输出.实验表明,该设计具有高稳定性、高精度、高效率的特点和完备的保护功能.     

电动汽车锂离子电池低温性能研究

通过对锂离子电池在不同环境温度下进行低温充放电实验,研究了锂离子电池在低温环境下的性能变化。结果表明,随着环境温度的降低,锂离子电池的充电性能和放电性能都显著下降。低温充电时,充电容量大幅度衰减,端电压急剧升高,恒流充电阶段容量所占比例降低。低温放电时,电池的放电容量和端电压会严重下降,随着环境温度的降低,内阻不断增大。因此,在低温环境下必须对电池进行预加热以提升电池的使用性能。