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為了加強裝置的安全性，大都采用具有變壓器隔離的隔離型方案。從功率角度考慮，當選用的功率開關管的額定電壓和額定電流相同時，裝置的總功率通常和開關管的個數呈正比例關系，故全橋變換器的功率是半橋變換器的2倍，適用于中大功率的場合。基于以上考慮，本方案中補償裝置選用帶有變壓器隔離的全橋型直流變換器。借助于效率高、動態性能好、線性度高等優點，PWM（脈寬調制）技術在全橋變換器領域得到了廣發的關注和應用，已經成為了主流的控制技術。傳統的PWM直流變換器開關管工作在硬開關狀態。在硬開關的缺陷是很明顯的具體表現在：1）開關管的開關損耗隨著頻率的提高而增加；2）開關管硬關斷時電流的突變會產生加在開關管兩端的尖峰...

隨著現代實驗研究不斷的深入和科學的不斷發展，科學家對強磁場環境的要求也越來越高，從而對脈沖強磁場的建設也提出了更高的要求。在歐美以及日本等發達國家已經較早建立了強磁場實驗室，主要有美國國家強磁場國家實驗室、法國國家強磁場實驗室、德國德累斯頓強磁場實驗室、荷蘭萊米根強磁場實驗室以及日本東京大學強磁場實驗室。我國強磁場領域起步較晚，近年來，華中科技大學脈沖強磁場中心開展了大量 關于脈沖強磁場的研究工作。按測量原理來分可以分為電阻分壓器、電容分壓器、電磁式電壓互感器、電容式電壓互感器、霍爾電壓傳感器等。上海新能源電壓傳感器哪家便宜隨著集成化和高頻化的發展，開關器件本身的功耗和發熱問題成為限制集成化...

控制板硬件電路是程序運行和數字計算的平臺、是控制方案具體實施的基礎。本控制電路**芯片采用TI公司的TMS320F2812DSP控制芯片，圍繞F2812搭建控制電路。控制板硬件設計包括：硬件方案設計、DSP以及外圍器件選型、原理圖設計、PCB設計、硬件的焊接和調試等。在本控制電路中需要采集兩路電流和電壓信號，然后將采集到的信號進行計算處理控制開關管的通斷，整個電路數據量不大，DSP內部寄存器即可滿足數據處理的要求，故而不需要設計**RAM、FLASH電路。F2812內部自帶有A/D模塊，但由于考慮到其內部A/D模塊精度不夠，本電路自行設計**A/D模塊。燈光或蜂鳴器指示燈也會打開ーー這就是你在...

磁現象是物理界中**為基本的現象之一，人們發現，在磁場中，原子、分子的電子態能量和磁矩都發生了變化，于是在科學研究中，很多的實驗都將磁場環境作為實驗的研究背景，磁場也成為了許多科學研究的基本工具。在以強磁場為實驗環境的研究領域，人們已經取得了眾多重大的科研成果，強磁場在現代科學研究中占有越來越重要的位置。作為一種極端的科學研究條件，強磁場在高溫超導體、材料學、原子分子研究、化學以及生命科學等領域的研究都提供了極端的研究環境。除了科學研究領域，強磁場在工業工程領域也發揮著重要作用。因此對強磁場的研究無論是對于我們探索自然奧秘，還是促進人類文明進步都有極其重要的意義。電壓傳感器按照極性分可以分為直...

首先滯后橋臂上開關管零電壓開通時，只有諧振電感提供換流的能量。諧振電感儲能必須大于滯后橋臂上諧振電容儲能加上變壓器原邊寄生電容儲能，在實際當中， 變壓器的原邊匝數較少， 且原邊大都用多股漆包線并繞。同時在滯后橋臂上開關管開通時，原邊電流近似為恒定，須在開關管觸發導通前諧振電容完成充放電。現在死區時間取為1.2us，結合滯后橋臂上開關管工況，諧振電感不僅為諧振電容提供充放電的能量，還向電源反饋能量，故電流ip小于超前橋臂上開關管開通時對應的電流，計算可得：Ip(lag)==10.6μH。結合諧振電感的參數協調確定諧振電容的值為10μH。電阻分壓式由于沒有諧振問題，性能優于電容式。蘇州大量程電壓傳...

在產生移相脈波時，計時器的計時都有一個固定的時基，計時器以時基為參考點開始計數，當比較寄存器中的值和設定值相等就會產生一個比較中斷。由此機理，移相角的改變有兩種方法：1）不斷改變時基；2）不斷更新比較值。DSP比較寄存器處于增減計數模式，一般時基是固定的。由于增減計數模式中每一個周期都會產生一個周期中斷和下溢中斷，于是我們可以利用這兩個中斷將設定值重置來實現另外一對PWM波的移相。超前橋臂上一對互補PWM波由比較單元1產生，對應的比較寄存器為T1CMPR，即為比較寄存器1的設定值，計數寄存器為T1CNT。滯后橋臂上一對互補的PWM波由比較單元2產生，對應的比較寄存器為T2CMPR，即為比較寄存...

在產生移相脈波時，計時器的計時都有一個固定的時基，計時器以時基為參考點開始計數，當比較寄存器中的值和設定值相等就會產生一個比較中斷。由此機理，移相角的改變有兩種方法：1）不斷改變時基；2）不斷更新比較值。DSP比較寄存器處于增減計數模式，一般時基是固定的。由于增減計數模式中每一個周期都會產生一個周期中斷和下溢中斷，于是我們可以利用這兩個中斷將設定值重置來實現另外一對PWM波的移相。超前橋臂上一對互補PWM波由比較單元1產生，對應的比較寄存器為T1CMPR，即為比較寄存器1的設定值，計數寄存器為T1CNT。滯后橋臂上一對互補的PWM波由比較單元2產生，對應的比較寄存器為T2CMPR，即為比較寄存...

第二階段的仿真是在***次仿真的基礎上，加入了高頻變壓器以及負載部分。第二階段仿真時針對整個電路的仿真，主要目的是對控制方案給以理論研究。閉環反饋控制中采用典型的PID控制模式，仿真過程通過對PID參數的調試加深對控制方案的理解，以便在后續主電路調試過程中能更有目的性的調試參數。主要針對輸出濾波電路的參數、PID閉環參數的設置以及移相控制電路的設計進行研究。仿真電路中輸出電壓設定值為60V，采樣值和設定值作差，偏差量經過PID環節反饋至移相控制電路。移相電路基于DQ觸發器，同一橋臂上PWM驅動脈波設置了死區時間，兩個DQ觸發器輸出四路PWM波分別驅動橋臂上四個開關管。本實驗目的是得到穩恒高精度...

從持續時間的角度上分類，強磁場可以分為脈沖強磁場和穩態強磁場。脈沖強磁場可以產生很高的磁場，能為一些科學實驗提供所需要的磁場環境。但磁場持續的時間短，且磁場的強度在短時刻內是脈沖尖峰狀態。穩態強磁場是持續時間相對較長的磁場，并且磁場的強度時保持相對穩定的狀態，但目前的技術條件場強無法做到很高，穩態磁場強度的建設投資大、需求的電源容量大、冷卻系統大并且維護成本高。為了一些同時對磁場強度和穩定度都有很高要求的科學實驗，我們就需要提供**度、高穩定度的磁場環境，于是結合到上述兩種磁場產生的特點，科學家們提出了脈沖平頂磁場。這種磁場在滿足磁場強度高的條件下兼顧磁場的穩定性。另外，脈沖平頂磁場可以降低測...

若設定比較器周期值為T1PR，當啟動計數器計數時，計數寄存器T1CNT的值在每個周期由0增加至T1PR然后再減為0，如此循環。在每個周期中當出現T1CNT=T1CMPR和T1CNT=T2CMPR時，則相應的PWM波就會發生電平轉換。每一個周期中，當T1CNT=0時會產生下溢中斷，當T1CNT=T1PR時會產生周期中斷。由此，當發生下溢中斷和周期中斷時我們分別進入中斷重新設置比較寄存器T1CMPR和T2CMPR的值就可以改變PWM波發生電平轉換的時間，通過改變T1CMPR和T2CMPR之間的差值大小就可以改變兩對PWM波的相位差，如此便實現了移相。在試驗中我們是固定比較寄存器T1CMPR的值，在...

本項目逆變橋臂上有4個開關管，對應需要四個**的驅動電路。可選用的驅動電路有很多種，以驅動電路和IGBT的連接方式可以將驅動電路分為直接驅動、隔離驅動和集成化驅動。在此我們采用集成化驅動，因為相對于分立元件構成的驅動電路，集成化驅動電路集成度更高、速度快、抗干擾強、有保護功能模塊，并且也減小了設計的難度[25]。**終選用集成驅動電路M57962，如圖4-3和4-4所示為M57962L驅動電路和驅動信號放大效果圖。M57962 是 N 溝道大功率 IGBT 驅動電路，可以驅動 1200V/400A 大功率 IGBT， 采用快速型光耦合器實現電氣隔離，輸入輸出隔離電壓高達 2500V。有兩種方法...

為了加強裝置的安全性，大都采用具有變壓器隔離的隔離型方案。從功率角度考慮，當選用的功率開關管的額定電壓和額定電流相同時，裝置的總功率通常和開關管的個數呈正比例關系，故全橋變換器的功率是半橋變換器的2倍，適用于中大功率的場合。基于以上考慮，本方案中補償裝置選用帶有變壓器隔離的全橋型直流變換器。借助于效率高、動態性能好、線性度高等優點，PWM（脈寬調制）技術在全橋變換器領域得到了廣發的關注和應用，已經成為了主流的控制技術。傳統的PWM直流變換器開關管工作在硬開關狀態。在硬開關的缺陷是很明顯的具體表現在：1）開關管的開關損耗隨著頻率的提高而增加；2）開關管硬關斷時電流的突變會產生加在開關管兩端的尖峰...

削去原有電源系統紋波的補償方案有三種：注入、吸收、少則注入多則吸收。是單方向的向磁體注入電流，填補紋波，將整體的電流修正到紋波很低的水平。從磁體中吸收電流，是削波的方式將紋波中和得到紋波更小的電流。前兩種方案的綜合，將高于設定值得電流吸收、低于設定值的電流則進行補償，電流的供應室雙向的，即積存在注入也存在吸收。由于磁體電源系統中三套電源是各自**向磁體供電的，所以補償電源系統的設計業可以**進行。由上述補償方案可見，補償電源只需要補償原供電系統中紋波部分，所以補償電源容量較小，可以直接從電網中取電進行AC/DC變換。補償電路原理圖如圖2-3所示B1為三相工頻整流橋，C0為儲能電容器，B2為IG...

輸出濾波電感參數計算：在移相全橋變換器中，原邊的交流方波經過高頻變壓器和全橋整流后，得到的是高頻直流方波，方波的頻率是原邊開關頻率的2倍。一般來說，為了減小輸出電流的脈動值，是希望濾波電感的值越大越好。但是電感值過大意味著電感的體積和重量增大，并且整個變換器的動態響應速度會變慢。在工程計算中，一般取輸出濾波電感電流的比較大脈動值為輸出電流的20%。通過濾波電感的電流為 60A，電流時單向流動的，具有較大的直流分量并疊加有 一個較小的頻率為2fs 的交變分量，所以電感磁芯的比較大工作磁密可以取到較高值。 由于濾波電感上電流主要為直流分量，集膚效應影響不是很大，因此可以選用線徑 較大的導線或厚度較...

在實際的系統中，考慮到變壓器有原邊漏感的存在，實際選用的諧振電感值比計算的諧振電感值要小，工程調試中可以以計算得到的諧振電感值為基準，將諧振電感設計為可調電感，根據電路的實際情況調動諧振電感值來配合諧振電容完成零開通。本電路的仿真分為兩個階段，第一階段仿真不納入全橋變換器變壓器的副邊，末端的負載用一個等效至原邊的電阻代替。此階段仿真主要是為了實現超前橋臂和滯后橋臂的所有開關管的軟開關，并且通過仿真的手段觀察開關管實現軟開關與電路中哪些參數關系**緊密，以及探討實現軟開關的臨界條件。通過觀測各個開關管承受電壓、流通電流和驅動信號之間的關系，加強對移相全橋電路的理解，為后續的參數設置和電路調試提供...

PWM波可以由DSP芯片內部的事件管理器EVA或EVB產生，在DSP內部，事件管理器EVA和EVB是完全相同的兩個模塊。它們都有3個比較單元，每一個比較單元都可以產生一對互補的PWM波，一共可以提供6路PWM波。在此選用其中的4路來驅動逆變橋上的開關管。4路PWM波中選用一路作為基準，將比較寄存器設置為增減模式，在下溢中斷和周期中斷的時候分別重置比較寄存器的值，并且所重置的這兩個數值之和為比較寄存器的周期值。設置好PWM波輸出的其他必須配置就可以產生一對互補的PWM波作為超前橋臂上的驅動。下面主要問題是如何產生另一對具有相位差的互補的PWM波。基于對DSP的研究，在此采用全比較單元的直接移相脈...

電力電子裝置中很多元件，特別是半導體器件，對電壓電流非常敏感，正確的設置保護電路對電源變換裝置的安全運行至關重要。這里所講的保護主要是針對電源變換裝置里的器件，需要保護的狀態主要包括過電壓和過電流。具體產生過電壓和過電流狀態的原因有電路故障和電路工作原理所致。單臂直通保護：對于全橋變換器逆變電路本身來說，**容易出現也是危險比較大的故障便是單臂直通。因為當出現單臂直通時相當于輸入側直流電源正負極短路，直接損壞開關管。方向相反，從而在磁芯中保持磁通為零。珠海新能源電壓傳感器定制在超前橋臂上開關管開關過程中，橋臂上兩個諧振電容充放電的能量由諧振電感和負載端濾波電感共同提供，在能量關系上很容易滿足。...

PWM波可以由DSP芯片內部的事件管理器EVA或EVB產生，在DSP內部，事件管理器EVA和EVB是完全相同的兩個模塊。它們都有3個比較單元，每一個比較單元都可以產生一對互補的PWM波，一共可以提供6路PWM波。在此選用其中的4路來驅動逆變橋上的開關管。4路PWM波中選用一路作為基準，將比較寄存器設置為增減模式，在下溢中斷和周期中斷的時候分別重置比較寄存器的值，并且所重置的這兩個數值之和為比較寄存器的周期值。設置好PWM波輸出的其他必須配置就可以產生一對互補的PWM波作為超前橋臂上的驅動。下面主要問題是如何產生另一對具有相位差的互補的PWM波。基于對DSP的研究，在此采用全比較單元的直接移相脈...

圖3-6和圖3-7所示分別為輸出端電壓值和電壓紋波（圖中橫縱坐標分別為時間和電壓），經過PID閉環反饋后，輸出電壓值的紋波系數可達0.16%。因為本仿真實驗中只加入了電壓單閉環反饋，進一步提高精度需要再在外環加入電流反饋環。仿真電路很好的驗證了試驗參數計算的正確性和合理性，在本電路的初步設計中可以按照仿真電路中參數進行實驗電路的搭建。傳統的控制技術多是以模擬電路為基礎的，其固有的缺陷是顯而易見的， 比如 電路本身復雜、模擬器件本身存在差異性、溫漂明顯、不可編程性。基于這些固有 的缺點，數字化的控制技術優勢便展現出來。燈光或蜂鳴器指示燈也會打開ーー這就是你在家里使用的非接觸式電壓傳感器的原理。惠...

強磁場是指磁場強度高于商用超導磁體所能達到比較高的磁場，將磁場強度超過20T的磁場定義為強磁場。按照現階段世界上強磁場系統的建設，強磁場系統一般由磁體、電源系統、低溫冷卻系統、測量測試系統和實驗平臺構成。其中磁體是直接產生強磁場的裝置，電源為整個系統的工作提供相應的能量，低溫冷卻系統為磁體的工作創造必要的工作環境，測量測試系統是測量、監測和采集必要的實驗參數和信息，實驗平臺即是為科學研究工作提供相關的接口和實驗環境。該補償線圈產生的磁通與原邊電流產生的磁通大小相等。霍爾電壓傳感器詢問報價 一、我國新型儲能行業發展現狀發展速度：截至2023年底，我國新型儲能項目累計裝機規模達，占全球總規模...

整個電路的控制**終都歸結于對PWM波的控制，對于移相全橋電路來說，**根本的問題也歸結于如何產生可以自由控制相位差的PWM脈沖。DSP產生脈沖一般是由事件管理器的PWM口和DSP模塊中的數字I/O口實現。由于在移相控制中，四路PWM波要么互補要么有對應一定角度的相位差關系，其中PWM波互補的問題很好解決，但為了方便的控制移相角的大小，須得選用四路有耦合關系的PWM輸出口，以減小程序編寫的復雜性和避免搭建復雜的外圍電路。根據移相全橋的控制策略，四路PWM波須得滿足：1）同一橋臂上兩波形形成帶有死區時間的互補；2）對角橋臂上的驅動波有一個可調的移相角度，移相角的大小與一個固定的參數直接相關以便于...

儲能電容的計算：1）根據工程經驗估算：根據工程實踐經驗，裝置的功率與前端儲能電容有對應的關系。整個裝置的功率P=UI=2060=1.2Kw，每瓦對應儲能電容容量1μF，則可選用電容至少1200μF。2）根據能量關系式計算：儲能電容為后續的DC/DC變換提供直流電壓，其本身的電壓波動反應在電容上可以認為是電容器電能的補充和釋放過程。要保持電容器端電壓不變，每個周期中儲能電容器對電路提供的能量和其本身充電所得的能量相等。儲能電容在整流橋輸出端，同時也須承擔濾波的任務。為了保證對整個裝置提供足夠的能量，我們所選用的儲能電容最小值為1200UF。其大致原理是原邊電壓通過外置或內置電阻。成都循環測試電壓...

磁體的電源系統已有電容器電源和脈沖發電機電源組成，為了進一步減小脈沖平頂磁場的紋波，我們對磁體的電源系統加以改進，基于電容器電源和脈沖發電機電源，再輔助以基于移相全橋直流變換器的補償電源，**終得到高精度高穩定度的可控脈沖電源。三組電源系統一起向磁體供電。相對于電容器電源和脈沖發電機電源，移相全橋補償電源容量小、開關工作頻率高，諧波頻率高，系統反應快速。磁體的三個電源系統**工作，分別向磁體供電，所以本課題主要研究移相全橋補償電源部分。電容器電源和脈沖發電機電源作為電源系統的主體部分，他們已為磁體提供了大電流。接下來，我們可以討論兩個串聯電容器的電壓劃分。武漢循環測試電壓傳感器哪家便宜DSP控...

數字控制電路的軟件主要包括主程序、各個模塊初始化程序、周期中斷服務子程序、下溢中斷服務子程序、AD中斷服務子程序、PID調節子程序等幾大部分組成。主程序的主要任務是系統自檢，系統初始化，然后循環執行主程序等待中斷。初始化是對程序中用到的常量、變量進行有意義的賦值，以及對PWM輸出口和DSP數字I/O口設置，中斷寄存器的賦值、定時器的賦值、事件管理器中相關寄存器的賦值以及A/D模塊中寄存器的賦值也是初始化程序需要完成的任務。為了保證主電路的安全，在初始化完成前，所有的定時器都被禁止，PWM輸出比較器也未被使能，PWM對應的輸出為高阻態。ADC模塊初始化是對A/D采樣的模式，采樣的通道、轉換的方式...

為移相全橋逆變部分的 Simulink 仿真電路。負載等效至原邊用等值電阻代替，仿真主要調節諧振電容和諧振電感的參數，以滿足所有開關管的零開通和軟關斷。依次為開關管驅動波形、橋臂上電壓波形和橋臂上電流波形。其中驅動波形中從低到高分別為開關管1、2、3、4的驅動波形（四個驅動的幅值有差別只為了便于分辨，實際驅動效果是相同的）。同一橋臂上兩開關管驅動有4μS的死區時間，滯后橋臂相對于超前橋臂的滯后時間為12.5μS。橋臂上是串聯的3a電阻和100μH電感，如果不存在移相，則橋臂上的電壓應該是*有死區時間是0。由于移相角的存在，電壓占空比進一步減小，減小的程度對應是移相角的大小。燈光或蜂鳴器指示燈也...

電力電子裝置中很多元件，特別是半導體器件，對電壓電流非常敏感，正確的設置保護電路對電源變換裝置的安全運行至關重要。這里所講的保護主要是針對電源變換裝置里的器件，需要保護的狀態主要包括過電壓和過電流。具體產生過電壓和過電流狀態的原因有電路故障和電路工作原理所致。單臂直通保護：對于全橋變換器逆變電路本身來說，**容易出現也是危險比較大的故障便是單臂直通。因為當出現單臂直通時相當于輸入側直流電源正負極短路，直接損壞開關管。其原理與變壓器類似，實現了對原邊電壓的隔離測量。蘇州電壓傳感器代理價錢前段整流電路直流輸出端并聯了大容量儲能電容，在上電前，電容器初始電壓為零，上電瞬間整流輸出端直流電壓直接加在儲...

在電路的控制環節，設計了硬件控制電路并編寫了相應的控制程序。硬件電路基于DSP控制芯片，主要由電源模塊、采樣及A/D轉換模塊、DSP控制模塊、PWM輸出模塊、驅動電路模塊構成。在程序方面，本文著重對移相脈波產生的方式、PID反饋控制的策略進行了研究，同時也完成了信號采集、模數轉換、保護控制等模塊的程序編寫和調試。然后按照補償電源的參數要 求，選擇了基于 TMS320F2812（DSP）的移相全橋變換電路作為補償電源的拓撲結 構。討 論了長脈沖高穩定磁場的研究意義、發展現狀和現今的難點，基于存在的問題提出 了對強磁場電源系統的優化， 提出了補償電源的方案。通常，在串聯電路中，高阻抗的元件上會產生...

從持續時間的角度上分類，強磁場可以分為脈沖強磁場和穩態強磁場。脈沖強磁場可以產生很高的磁場，能為一些科學實驗提供所需要的磁場環境。但磁場持續的時間短，且磁場的強度在短時刻內是脈沖尖峰狀態。穩態強磁場是持續時間相對較長的磁場，并且磁場的強度時保持相對穩定的狀態，但目前的技術條件場強無法做到很高，穩態磁場強度的建設投資大、需求的電源容量大、冷卻系統大并且維護成本高。為了一些同時對磁場強度和穩定度都有很高要求的科學實驗，我們就需要提供**度、高穩定度的磁場環境，于是結合到上述兩種磁場產生的特點，科學家們提出了脈沖平頂磁場。這種磁場在滿足磁場強度高的條件下兼顧磁場的穩定性。另外，脈沖平頂磁場可以降低測...

本項目逆變橋臂上有4個開關管，對應需要四個**的驅動電路。可選用的驅動電路有很多種，以驅動電路和IGBT的連接方式可以將驅動電路分為直接驅動、隔離驅動和集成化驅動。在此我們采用集成化驅動，因為相對于分立元件構成的驅動電路，集成化驅動電路集成度更高、速度快、抗干擾強、有保護功能模塊，并且也減小了設計的難度[25]。**終選用集成驅動電路M57962，如圖4-3和4-4所示為M57962L驅動電路和驅動信號放大效果圖。M57962 是 N 溝道大功率 IGBT 驅動電路，可以驅動 1200V/400A 大功率 IGBT， 采用快速型光耦合器實現電氣隔離，輸入輸出隔離電壓高達 2500V。分壓式電壓...

PID調節器是人們在工程實踐中摸索出來的一種實用性強并且控制原理簡單的校正裝置。1）比例項P**當前信息，調節后的輸出與輸入信號呈比例關系，偏差一旦產生，控制器立即作用減少偏差。比例系數增大系統靈敏度增加，系統振蕩增強，大于某限定值時系統會變的不穩定。當*有比例控制時系統存在穩態誤差；2）積分I控制輸出與輸入信號的累計誤差呈正比，積分項可以消除穩態誤差，提高系統的無差度，改善系統的靜態性能。積分作用的強弱取決于積分時間常數TI，其值越大積分作用越弱。積分作用太強也會導致系統不穩定。3）微分D控制中，控制器的輸出與輸入信號的微分呈正比，反應信號的變化趨勢。并能再偏差信號變得太大之前，在系統中引入...