电力电子装置故障诊断技术

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1、电力电子装置故障诊断技术(2)单梁自动化学院电气工程系查新报告要求：针对课程中讲述的任一种电力电子装置：1）开关电源2）逆变器3）UPS4）直流－直流变流装置5）交流－交流变流装置6）电力系统用装置查新最新的研究成果撰写研究论文一篇，1500字以上。文后附上2篇以上的相关参考文献。提交最后时间：2009年4月18日提交纸质材料。2021/9/1522.1.1高频开关电源的发展1）线性稳压电源2.1高频开关电源概述第二章高频开关电源线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。线性稳压电源是比较早使用的一类AC/DC稳压电源。线性

2、稳压直流电源的特点：输出电压比输入电压低；反应速度快，输出纹波较小；工作产生的噪声低；效率较低；发热量大（尤其是大功率电源），间接地给系统增加热噪声。一般来说，线性稳压电源由调整管、参考电压、取样电路、误差放大电路等几个基本部分组成。另外还可能包括一些例如保护电路，启动电路等部分。2021/9/1532.1.1高频开关电源的发展调整管是稳压电源中的输出功率管。它在稳压电源电路中相当可调电阻，随输入电压的波动，由取样管取样后随时调整该管的导通程度，以达到输出电压稳定的目的。该管的导通程度不同。调整管CE间的电压也不同。输入电压高时调整管CE

3、间的电压高。输入电压低时调整管CE间的电压就低。1）线性稳压电源(续)2021/9/1542.1.1高频开关电源的发展2）开关电源2.1高频开关电源概述第二章高频开关电源传统的大功率晶体管上同时有一定的电压和电流，因此功率损耗比较大。现代AC/DC变换器的电力电子器件工作在开关模式，功率损耗大大减少，称为开关电源。2021/9/1552.1.1高频开关电源的发展2）开关电源的优缺点优点：开关电源的输入端直接将交流电整流变成直流电，再在高频振荡电路的作用下，用开关管控制电流的通断，形成高频脉冲电流。在电感（高频变压器）的帮助下，输出稳定的低

4、压直流电。由于变压器的磁芯大小与他的工作频率的平方成反比，频率越高铁心越小。这样就可以大大减小变压器，使电源减轻重量和体积。电源的效率比线性电源高很多，节省了能源。缺点：电路复杂，维修困难，对电路的污染严重。电源噪声大，不适合用于某些低噪声电路。2021/9/1562.1.1高频开关电源的发展3）开关电源发展综述晶闸管（SCR）于1956年问世，接着以它为核心的派生器件投入市场。进入20世纪80年代，由于电力电子技术和微电子技术的应用相结合，而向市场推出了高频化全控功率集成器件。功率MOS管、IGBT、场控晶闸管（MCT）等全控型电子器件

5、，具有较高的效率和工作频率，从而使开关电源整机体积变小而重量变轻，达到提高功率密度的目的。目前，高频开关电源采用的功率器件通常有：功率MOSFET管、IGBT、功率MOSFET与IGBT混合管、功率集成器件。2021/9/1572.1.1高频开关电源的发展4）开关电源发展状况（续）A）高频化采用高频开关调制，容易实现功率等级密集化。一般采用10KHz～100KHz的高频调制。B）电源电路的模块化和集成化模块化：其一是功率期间的模块化，其二是电源单元的模块化。C）绿色化其一是节电；其二是减小对电网及其他电器的污染。2021/9/1582.1

6、.2高频开关电源的基本组成高频开关电源主要由输入环节、功率变换电路和控制驱动保护电路3大部分组成。1.开关电源的输入环节1）输入浪涌电流抑制（inrushcurrent）浪涌电流是指电网中出现的短时间象“浪”一样的高电压引起的大电流。当某些大容量的电气设备接通或断开时间，由于电网中存在电感，将在电网产生“浪涌电压”，从而引发浪涌电流。输入浪涌电流产生原因：在合闸的瞬间，由于输入滤波电容的充电，在交流电源端会呈现非常低的阻抗，产生大的浪涌电流。2021/9/1592.1.2高频开关电源的基本组成输入浪涌电流抑制措施：A）限流电阻加开关，将限

7、流电阻串接于交流线路中或整流桥之后的直流母线上，开关与限流电阻并联，当滤波电容充满电后，开关导通，短接电阻；B）采用负温度系数热敏电阻NTC，此电路不需要开关。合闸瞬间，NTC阻值很大。NTC流过电流后，温度上升，阻值迅速减小，既可以限制浪涌电流，又可以保证输入环节在稳态工作时不消耗太大的功率。2021/9/15102.1.2高频开关电源的基本组成2）输入瞬态电压（inputtransientvoltage）抑制通常在交流线路间并联压敏电阻或者瞬态电压抑制二极管来抑制输入瞬态电压。瞬态电压抑制二极管TVS，当承受一个高能量的瞬时过压脉冲时

8、，其工作阻抗能立即降至很低，允许大电流通过，并将电压钳制到预定水平，应用效果相当于稳压管。3）线路滤波器为防止开关电源和电网相互干扰，应该在输入线路上加入滤波器。4）输入整流滤波高频开关电源输