电力电子技术论文范文参考 电力电子技术毕业论文范文[精选]有关写作资料

目录

1. 第一篇电力电子技术论文范文参考：基于大功率电力电子技术可靠供电系统
2. 第二篇电力电子技术论文样文：电子电力变压器若干关键技术研究与实现
3. 第三篇电力电子技术论文范文模板：智能功率集成电路中功率半导体器件的研究
4. 第四篇电力电子技术论文范例：集成电力电子模块封装技术的研究
5. 第五篇电力电子技术论文范文格式：电力电子系统集成中控制技术相关问题研究

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第一篇电力电子技术论文范文参考：基于大功率电力电子技术可靠供电系统

更高的电力系统可靠性是电力供应商追求的目标,也是电力用户的客观要求.电网规模越来越大,越来越复杂,特别是工业敏感负荷比重越来越大,以及含有分布式电源的微网大量接入电网等情况,给电力系统可靠性提出了挑战.

随着电力电子技术的发展,电力电子装置容量也越来越大,技术越来越成熟,因此在电力系统中得到越来越广泛的应用,为提高电力系统可靠性提供了有效技术途径.本文研究的主要内容即为采用大功率电力电子技术提高电力系统供电可靠性,包括以下几个方面：

首先研究了一种基于储能和柴油发电机的可靠供电系统,详细分析了系统各个部分数学模型及控制策略,研究了系统工作原理、工作状态转换、切换控制策略、储能柴油机协调控制等内容.仿真表明系统在各工作状态及状态切换过程中控制性能良好,可有效提高工业敏感负荷的供电可靠性.

然后研究了中低压转换开关系统,转换开关是大型工业敏感负荷双电源或多电源供电系统中的重要部分.文*绍了一种400V/1000kVA混合式自动转换开关工作原理及切换控制策略,并通过现场实验和试运行验证了各种切换控制策略的正确性,文中研制的混合式转换开关大大缩短了先前机械开关的转换时间,有效提高了应用现场敏感负荷的供电可靠性.文中还研究了10kV静态转换开关带变压器负荷切换过程产生涌流的问题,分析了涌流产生的原因,并提出了一种消除涌流的切换控制策略,仿真和实验都证明提出的策略能够有效消除涌流,避免切换失败,从而在0kV配网一级提高了供电可靠性.

随后研究了微网供电可靠性相关问题,主要研究了微网中储能及变换器并网/离网切换控制策略,提出了一种基于滞环电流控制的加速离网切换方法,有效缩短了切换导致的电压跌落时间,仿真和实验都验证了该切换方法的有效性,能够有效提高微网中敏感负荷的供电可靠性.文中还分析了微网中分布式电源发生故障的特性,并提出了一种基于功率变化量的微网保护策略,仿真表明该策略能够将微网中的故障隔离在最小区域,有助于提高微网供电可靠性指标.

最后,本文研究了储能型VSC励磁系统提高发电系统动态可靠性,建立了储能型VSC励磁控制的单机无穷大线性化模型,并提出了基于相位补偿的有功无功注入控制方法,对比分析了多种阻尼措施的利弊和阻尼效果.仿真表明储能型VSC励磁系统能够提供比传统晶闸管励磁及无储能VSC励磁更大的阻尼,能够有效提高电力系统小扰动和大扰动功角稳定性.文中还对非储能型VSC励磁系统建立了实验平台,并进行了初步验证性实验,为后续工业样机研制奠定了基础.

第二篇电力电子技术论文样文：电子电力变压器若干关键技术研究与实现

电力系统是现代社会不可缺少的重要组成部分,而电力变压器广泛应用于电力系统中,承担着电位隔离、电压变换等功能.近几十年,电力网络的规模日趋扩大、结构日趋复杂、运行方式日趋繁琐,导致电力系统稳定问题日趋明显；大量非线性和非对称负荷接入电网,导致电能质量下降,使电力系统不能为对电能质量敏感的负荷提供高品质供电；21世纪初学者提出了“智能电网”的概念,作为“智能电网”的重要组成部分,交/直流微网的智能化运行方式和灵活电网结构成为研究热点,其需要灵活的交直流变换的电力接口.传统电力设备尤其是传统电力变压器的智能控制手段和交直流电力接口功能非常有限,不能改善系统稳定性问题,不能解决电能品质问题,不能提供智能控制,不能提供灵活交直流电力接口功能.电子电力变压器是一种基于电力电子变流技术的新型电力变压器,不仅可以完成传统电力变压器的功能,还具有完全的可控性、并能提供多种电能形式,所以电子电力变压器具备解决未来电网面临的诸多问题的能力.本文从电力电子技术、电力系统应用需求和高压大功率工程样机等三个主要方面,详细介绍了电子电力变压器的建模、分析、仿真、设计、实现以及相关实验.

本文首先分析了适合应用于电力系统的高压大功率领域的电子电力变压器的基本拓扑结构.基于此电力电子变换器拓扑结构,本文建立了电子电力变压器内部参数结构模型,详细分析了其内部电气参数的计算方法并给出计算公式,该计算公式描述了电子电力变压器目标参数（原副方直流电压纹波和中频变压器绕组电流）与原副方交流电压和电流相位的关系,最后通过仿真和实验验证该模型和计算方法的正确性.基于此模型及其分析,本文提出了电子电力变压器硬件设计原则与流程,各个元件必须按照其电压和电流可能出现的最大值设计.根据电子电力变压器目标参数与原副方交流电压和电流相位的变化规律,本文提出了原副方交流电压和电流相位优化控制策略,该控制策略可以显著抑制电子电力变压器主要元件的纹波电压和最大电流,进而减小装置体积、降低设计成本.

电子电力变压器具有较强的谐波抑制能力,原副方交流电压和电流的谐波不能相互影响；通过多电平技术、并联控制技术和开关时刻优化控制技术,可以显著抑制电子电力变压器自身产生的谐波.在开关时刻优化控制的基础上,本文提出优化调整直流电压的控制方法,更进一步抑制电子电力变压器交流侧谐波.最后通过仿真和实验验证优化调整直流电压控制方法的谐波抑制效果.

针对级联多电平电子电力变压器拓扑结构在解决电力系统三相不对称问题和灵活的并网接口问题的不足,本文提出并分析了基于模块化多电平换流器（MMC）结构的自平衡电子电力变压器（MMC-AEPT）.该拓扑结构可以有效地隔离副方三相负荷不对称对原方三相电流的影响,并有效地隔离原方三相电源不平衡对三相负荷的影响.同时,MMC-AEPT可以提供高压直流母线和低压直流母线,提供灵活智能的电力网络接口,为交/直流微网等新型电网结构和智能运行方式提供核心的电力设备.

最后,本文详细介绍了10kV/400V0.5MVA电子电力变压器的研制,详细介绍电子电力变压器关键环节的设计要求和设计原则；同时详细介绍其主要元件的测试实验方法与流程.所述的内容适用于指导各种类似电子电力变压器拓扑的装置的设计与实验.

第三篇电力电子技术论文范文模板：智能功率集成电路中功率半导体器件的研究

电力电子技术是目前最先进的电能变换技术,它能高效地将电能从一种方便传输的形式变为另一种符合应用需求的形式,具有高度灵活性和高效率两个显著特点,与当代节能环保的主题密切契合.

作为新一代的电力电子技术,智能功率集成电路旨在将所有的高压功率器件与低压电路集成在同一芯片上,这样不仅会提高芯片整体的性能,而且能够降低生产成本,进一步实现电能变换的高效化和智能化.其中,功率器件本身的设计以及如何将它与低压部分集成并隔离是最为核心的技术点.

陈星弼教授提出的优化横向变掺杂理论,能够使表面耐压区在尽可能短的距离内实现尽可能大的耐压,从而令功率器件的性价比达到极高的水准.基于该理论,陈教授发明了一种智能功率集成技术,能在与普通CMOS及/或BiCMOS技术兼容的工艺条件下,于同一芯片上集成高侧高压器件、低侧高压器件、高压电平位移电路和所有的低压电路.这一发明打破了过去制作智能芯片必须依赖精良隔离工艺的技术瓶颈,实现了真正把功率做到芯片中去的目标,不仅使智能功率集成电路能在工艺水平较为落后的国内环境下获得研发,而且有力地驱动了它往高性能、低成本的方向发展,对推动电力电子技术的进步具有非凡的意义.

为进一步扩大上述发明的优势,本文以理论分析和仿真实验相结合的手段,提出并研究了一系列基于优化横向变掺杂理论的新型功率半导体器件及结边缘终端结构.所取得的成果不仅可为进一步优化智能功率集成电路提供参考,部分也可为改善功率半导体分立器件及结边缘技术提供参考.

研究期间所做工作体现在本文的第二至六章,创新性内容为第三至第六章,创新工作的主要内容为：

1.研究了图腾柱式功率管组合中,高侧器件使用P-LDMOS代替N-LDMOS的利与弊,并基于优化横向变掺杂的三层表面耐压结构进一步开发了一种双通道P-LDMOS.传统的智能功率集成电路一般使用N-LDMOS作为高侧及低侧的功率器件,因此高侧与低侧电路之间的参考电位差值最大可达到最高电压.为匹配它们,常常需要设计许多的配套电路,例如信号延迟电路、高压电平位移电路等.如果高侧器件采用P-LDMOS,高侧与低侧的信号电位水平将一致,上述问题自然不攻自破,不仅低压集成电路的设计难度被减小、芯片的制造成本被降低,而且可靠性还得到加强.但一般P-LDMOS的导电能力很弱,同耐压下比导通电阻比N-LDMOS的大许多,限制了它作为高侧器件的应用.本研究基于优化横向变掺杂的三层表面耐压结构进一步开发了一种双通道P-LDMOS,成功地克服了这一障碍,令P-LDMOS拥有媲美N-LDMOS的导电能力,适合作为高侧器件应用到功率集成电路中.

2.提出并实验了一种基于优化横向变掺杂理论的新型低侧功率器件.传统的低侧功率器件一般仅使用横向MOS,占用较大的芯片面积.如果将低侧功率器件做成纵向MOS与横向MOS的并联,势必能减小低侧功率器件的比导通电阻.而且,此时的横向MOS既是拥有一定导电能力的元器件,亦作为了纵向MOS的结边缘结构,这也为优化功率半导体分立器件提供了参考.

3.提出并实验了一种有助于优化横向变掺杂产品抵御剂量偏差的设计手段.横向变掺杂以及结终端扩展等结构,与生俱来地敏感于剂量偏离于设计值的情况,而这一情况即使在现代工艺条件下也无法避免.本文提出的设计手段能够在产品实际剂量与设计值之间存在一定偏差时,仍保证其具有符合要求的耐压,能大幅提高产品的成品率,而又不损害其性价比.

4.基于优化横向变掺杂理论,提出了一种新型的结边缘终端技术.它不仅继承了优化横向变掺杂理论高效的特点,即仅需占用极小的结边缘面积就可实现极大的表面耐压,而且可为功率集成电路提供全效的终端保护,即所实现的结边缘耐压能够完全达到同衬底所做的单边突变平行平面结的击穿电压.同时,该技术的制造工艺与普通BiCMOS技术兼容,也能够适用于各种类型和不同尺寸的半导体器件.

第四篇电力电子技术论文范例：集成电力电子模块封装技术的研究

电力电子系统集成是一项电力电子技术与材料、机械、化学、信息等多学科边缘交叉渗透的综合性工程,可实现电力电子系统的高功率密度、高效率、高可靠性以及低成本,是电力电子技术发展的重要方向.模块的封装技术是电力电子系统集成的重要组成部分,直接影响模块的电气性能、EMI特性和热性能等,被公认为是未来电力电子技术发展的核心推动力.在电力电子集成系统中,各分立元器件被集成电力电子模块(Integrated Power Electronics Module,IPEM)取代,研究IPEM的封装技术具有重要意义和实用价值.

本文介绍了薄厚膜技术、封装结构与互连技术和基板技术等电力电子封装的关键技术,详细比较分析了已存在的薄膜覆盖封装技术等三维IPEM封装技术.

标准开关单元可以最大限度地应用于多种变换器中,将它们与其驱动等电路集成在一起,就构成了有源IPEM.倒装芯片技术(Flip Chip Technology,FCT)广泛应用于微电子封装,将该技术引入到三维有源IPEM的封装中,可以构成倒装芯片集成电力电子模块(FC-IPEM).在实验室封装完成了由两只球栅阵列封装MO*ET及其驱动、保护等电路构成的半桥FC-IPEM.FC-IPEM中,由焊料*实现芯片和基板的互连,取代了传统的引线键合,三维封装结构取代了传统的平面封装结构.在封装过程中,提出印刷电路板焊盘预先涂覆焊料法,提高焊点寿命,同时控制工艺过程的参数,实现FC-IPEM可靠性的提高.采用阻抗分析仪测量半桥FC-IPEM的寄生参数,建立寄生参数模型,测量中,使用改进型寄生电容测量方法,提高了测量的准确性.通过分析电磁干扰的传输路径,提出改善FC-IPEM电磁兼容性能的措施.采用半桥FC-IPEM构成同步整流Buck变换器,进行了电气性能测试.测试结果证明了模块寄生电感小,电气性能优越.建立了半桥FC-IPEM的一维热阻模型,得到芯片热传输的主要热阻来源,并运用FLOTHERM软件进行三维热仿真分析,得到模块的稳态传热结果,并给出优化模块热性能的依据,结果证明三维封装的半桥FC-IPEM实现了良好的热设计.

采用模块电源构成飞机高压直流电气系统的二次电源分布式系统,可提高供电可靠性和供电质量.模块电源采用移相控制零电压开关(Zero VoltageSwitching , ZVS)脉宽调制全桥变换器拓扑.由于难以获取双面可焊大功率器件芯片以及集成控制电路芯片,现实可行的选择是本模块电源的器件均采用已商品化的表面组装器件,通过合理的电路和结构设计,经二次封装形成电源模块.在实验室,采用三维叠层封装结构,选用了高导热率的铝基板作为底层基板,完成了28V/36A输出航空用模块电源样机,平面变压器技术为模块电源的薄型化提供了条件.为了利用变压器漏感的能量实现滞后桥臂开关管的ZVS,绕组采用非交错结构,并对磁件设计进行了优化.建立了模块电源的寄生参数模型,提出改善模块电源EMC性能的措施.对模块电源进行电气性能测试,给出电气性能测试结果.最后,运用FLOTHERM软件对模块电源进行三维热仿真分析,得到稳态传热结果.本模块电源的封装技术研究成果可推广应用于中大功率通信、计算机用模块电源中.

第五篇电力电子技术论文范文格式：电力电子系统集成中控制技术相关问题研究

电力电子系统集成是为了解决目前电力电子技术领域劳动密集和技术密集的现状,以促进电力电子技术的发展.是人们从电子技术和计算机技术的发展过程中受到启示,希望系统集成的技术在电力电子技术中也有类似的效应：即通过提高集成度,大大提高电力电子系统的模块化和标准化,达到降低成本和提高可靠性的目的,同时促进电力电子技术的发展.从电力电子系统集成产生的背景看,电力电子系统集成的研究具有一定的优势,可以将电子技术和计算机技术等领域先进的、成熟的集成相关的技术应用于电力电子系统集成中,以加快电力电子系统集成的发展.本文对电力电子系统集成中的操作系统、分布式控制技术、先进设计方法和通信技术进行了探索性的研究,得出了一些有意义的研究成果.

提出了电力电子系统集成软件系统应采用多任务系统的形式,为此将电力电子操作系统引入电力电子系统集成.对电力电子操作系统的实时调度策略进行了研究,提出了基于中断和优先级可抢占的实时调度策略,解决了目前已有实时调度策略不能满足电力电子操作系统实时性要求的问题.同时,对电力电子操作系统的可移植性、可裁减性和可靠性要求,提出了解决方案.

对电力电子系统集成中的分布式控制技术进行了研究,实现了电力电子集中控制体系向分布式控制体系的转化,为不同电力电子标准模块在功能和硬件上的划分提供了依据.针对分布式系统的同步问题,根据分布式电源系统的特点,将系统分为软同步系统和硬同步系统,采用不同的同步方法,较好的解决了分布式系统的同步问题.

将嵌入式系统的软硬件协同先进设计方法,引入电力电子系统集成,解决了传统电力电子“瀑布式”设计方法的缺点.采用UML和SystemC语言对一个实际的电力电子系统进行了系统描述,提出了将GAAA思想应用于软硬件划分.

按照电力电子系统集成的要求,提出了一个基于OSI模型的通信体系和通信模型,使得电力电子系统集成通信系统具有良好的开放性和可兼容性,有利于系统的升级和扩展.对电力电子系统集成通信系统的MAC协议进行了研究,选择了1-持续C*A／CD协议作为电力电子系统集成通信系统的MAC协议,使用Opnet网络仿真软件进行了网络通信量和网络时延的仿真,仿真结果验证了选择的正确性.

设计了不同电力电子标准模块的实验模型：AM和PEBB,其通信接口采用USB接口实现.以一个AM和三个PEBB构建了一个三相VSI,以此为实验平台,对本文研究内容完成了实验研究和验证.

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