LED灯具超高次谐波产生机理与治理方案研究
发布时间：2022-02-14 17:34
随着电力电子技术不断发展,电力电子器件开关频率不断升高,这些新型器件被广泛应用于LED灯具、电动汽车充电桩、电机变频器等新型设备的构建,此类用电负荷大规模接入电网会向电网注入大量2～150kHz的超高次谐波。由于以往超高次谐波引起的电磁兼容问题并不突出,未能引起足够重视,相关研究较少。但随着电力电子负荷不断增多,由此引发的电磁兼容问题势必越发严重。因此,对超高次谐波产生机理,测量分析方法以及治理装置的深入研究非常必要。首先,考虑到有关LED驱动电路超高次谐波产生机理的研究,目前国内外尚无文献涉及。本文通过对电流控制模式LED驱动电路建模,对MOSFET导通时的开关支路电流进行了求解,并利用LED两端电压波动,解出了MOSFET任意开关时刻,基于此推导出了对应的开关函数及网侧超高次谐波电流含量表达式,并通过仿真验证了式中各参数对网侧超高次谐波的影响。然后,将低频次谐波与超高次谐波的频谱分布特征同电网工频的关联性进行了比较,分析了两者之间的差异性,并指出了GB/T 17626.7中谐波测量分析方法在对超高次谐波测量分析时存在的缺点,进而提出了一种通用型谐波测量分析方法。本方法使用等间隔同步...
【文章来源】：安徽大学安徽省211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．５控制信号与ｉｋ２及Ｕｄｃ关系??Ｆｉｇ．?３．５?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ａｍｏｎｇ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｉｇｎａｌ，?ｉｋ２?ａｎｄ?Ｕｄｃ??
?０．０１４６６??时间ｔ／ｓ??图３．５控制信号与ｉｋ２及Ｕｄｃ关系??Ｆｉｇ．?３．５?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ａｍｏｎｇ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｉｇｎａｌ，?ｉｋ２?ａｎｄ?Ｕｄｃ??在ｔｉ时刻给ＭＯＳＦＥＴ触发信号，开关支路有电流流过，ＬＥＤ两端电压上升，??ｔ２时刻触发信号消失，该支路电流降为０，?ＬＥＤ两端电压下降。??开关支路电流大小直接由流过ＬＥＤ的电流决定，由于本文采用了恒流式控??制策略，可将开关支路的电流等效为受控电流源ｉｋ２，后文将对此作出论证，等??效电路如图３．６所示。??一「丁＞４．，么??Ｌｓ?Ｒ，?Ｚ＼ＶＤ，?ＡｖＤ３??＇ｖａ?ＶＤ６?／?＼?ｃ２?ｌｅｄ??（＾）ｕｓ?Ｃｌ?＝：?Ａ?？??ｉｋ２??本ＶＤ２?Ｚ《ＶＤ：．ｉｃｉ??——?
图３．１０开关支路电流波形??Ｆｉｇ．?３．１０?Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｗａｖｅｆｏｒｍ?ｏｆ?ｓｗｉｔｃｈ?ｂｒａｎｃｈ??流过ＬＥＤ电流及其两端电压波形如图３．１１所示。??１２?Ｉ?＇?＇?＇?＇??ｉＬＥＤ?｜???Ｕｄｃ?ｊ?１２??■??■?？ｏ＾??３??８???Ｊ??ｆｅ．??ｊ４?§??２??ｕ?１?１?１?１?１?０??０?０．００５?０．０１?０．０１５?０．０２?０．０２５?０．０３??时间ｔ／Ｓ??图３．１１?ＬＥＤ支路电压电流波形??Ｆｉｇ．?３．１１?Ｖｏｌｔａｇｅ?ａｎｄ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｗａｖｅｆｏｒｍ?ｏｆ?ＬＥＤ?ｂｒａｎｃｈ??电路通过外环电压控制使ＬＥＤ两端电压波动不超过１％，同时通过内环电流??控制使流过ＬＥＤ的电流波动不超过额定值３％，通过该控制方式可以起到较好的??恒流稳压作用。??３．３．２超高次谐波源验证??上文论述了将超高次谐波源等效为受控电流源的原因，现通过仿真进一步验??证其正确性，图３．１２中三条曲线分别为滤波电容支路超高次谐波电流含量ＩＣ１，??注入系统超高次谐波电流含量Ｉｄ以及开关支路超高次谐波电流含量Ｉｋ２。??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型高性能开关电源的设计与实现[J]. 王其轩,王振宇,陈北辰,田嘉. 电测与仪表. 2019(04)
[2]基于自适应互补LMD方法的谐波检测与分析[J]. 袁小平,李子旋,倪亚南,殷大朋,孙辉,孙英洲. 电测与仪表. 2019(03)
[3]关于电力电子技术在开关电源中的应用分析[J]. 邱天宇. 电子制作. 2018(24)
[4]超高次谐波问题及其研究现状与趋势[J]. 殷峰. 电声技术. 2018(09)
[5]PWM整流型电动汽车充电机的谐波与超高次谐波分析[J]. 唐开宇,尹军,王海燕,李程,刘华伸,李义仓,同向前. 电力电容器与无功补偿. 2018(03)
[6]电力电子新器件及其应用技术[J]. 王峰瀛. 工程技术研究. 2018(04)
[7]一种改进的方均根值谐波检测方法的研究[J]. 苗长新,韦彬,晏夏瑜,史干东,师珂. 电力系统保护与控制. 2018(04)
[8]配电网电力电子化的发展和超高次谐波新问题[J]. 肖湘宁,廖坤玉,唐松浩,范文杰. 电工技术学报. 2018(04)
[9]超高次谐波问题及其研究现状与趋势[J]. 汪颖,罗代军,肖先勇,李媛,徐方维. 电网技术. 2018(02)
[10]高频开关电源设计中的电磁兼容性分析与设计[J]. 陈霖,和谦. 信息通信. 2017(07)
博士论文
[1]基于逆变器谐波的交流电机定子匝间短路故障诊断研究[D]. 刘赫.浙江大学 2017
硕士论文
[1]具有过温保护功能的电流自适应LED驱动电路设计[D]. 崔晶晶.湘潭大学 2018
[2]谐波对电子式电能表的影响分析[D]. 谢宇霆.广东工业大学 2018
[3]UVLED驱动电路设计与研究[D]. 倪健.广东工业大学 2018
[4]需求侧电能质量在线检测系统[D]. 王旭.山东大学 2018
[5]配电网谐波检测方法的研究与应用[D]. 潘心斌.湖南工业大学 2016
[6]电动汽车充电站对电力系统的谐波影响及抑制方法研究[D]. 王健.浙江工业大学 2016
[7]电力系统谐波检测方法及系统设计[D]. 郑金艳.安徽理工大学 2016
[8]LED恒流驱动开关电源的研究与设计[D]. 朱剑.浙江理工大学 2016
[9]电力系统中谐波生成与检测研究[D]. 卢惠辉.广东工业大学 2015
[10]电力系统谐波测量及抑制方法研究[D]. 苗成瑜.天津大学 2014
本文编号：3624979
【文章来源】：安徽大学安徽省211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．５控制信号与ｉｋ２及Ｕｄｃ关系??Ｆｉｇ．?３．５?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ａｍｏｎｇ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｉｇｎａｌ，?ｉｋ２?ａｎｄ?Ｕｄｃ??
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图３．１０开关支路电流波形??Ｆｉｇ．?３．１０?Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｗａｖｅｆｏｒｍ?ｏｆ?ｓｗｉｔｃｈ?ｂｒａｎｃｈ??流过ＬＥＤ电流及其两端电压波形如图３．１１所示。??１２?Ｉ?＇?＇?＇?＇??ｉＬＥＤ?｜???Ｕｄｃ?ｊ?１２??■??■?？ｏ＾??３??８???Ｊ??ｆｅ．??ｊ４?§??２??ｕ?１?１?１?１?１?０??０?０．００５?０．０１?０．０１５?０．０２?０．０２５?０．０３??时间ｔ／Ｓ??图３．１１?ＬＥＤ支路电压电流波形??Ｆｉｇ．?３．１１?Ｖｏｌｔａｇｅ?ａｎｄ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｗａｖｅｆｏｒｍ?ｏｆ?ＬＥＤ?ｂｒａｎｃｈ??电路通过外环电压控制使ＬＥＤ两端电压波动不超过１％，同时通过内环电流??控制使流过ＬＥＤ的电流波动不超过额定值３％，通过该控制方式可以起到较好的??恒流稳压作用。??３．３．２超高次谐波源验证??上文论述了将超高次谐波源等效为受控电流源的原因，现通过仿真进一步验??证其正确性，图３．１２中三条曲线分别为滤波电容支路超高次谐波电流含量ＩＣ１，??注入系统超高次谐波电流含量Ｉｄ以及开关支路超高次谐波电流含量Ｉｋ２。??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型高性能开关电源的设计与实现[J]. 王其轩,王振宇,陈北辰,田嘉. 电测与仪表. 2019(04)
[2]基于自适应互补LMD方法的谐波检测与分析[J]. 袁小平,李子旋,倪亚南,殷大朋,孙辉,孙英洲. 电测与仪表. 2019(03)
[3]关于电力电子技术在开关电源中的应用分析[J]. 邱天宇. 电子制作. 2018(24)
[4]超高次谐波问题及其研究现状与趋势[J]. 殷峰. 电声技术. 2018(09)
[5]PWM整流型电动汽车充电机的谐波与超高次谐波分析[J]. 唐开宇,尹军,王海燕,李程,刘华伸,李义仓,同向前. 电力电容器与无功补偿. 2018(03)
[6]电力电子新器件及其应用技术[J]. 王峰瀛. 工程技术研究. 2018(04)
[7]一种改进的方均根值谐波检测方法的研究[J]. 苗长新,韦彬,晏夏瑜,史干东,师珂. 电力系统保护与控制. 2018(04)
[8]配电网电力电子化的发展和超高次谐波新问题[J]. 肖湘宁,廖坤玉,唐松浩,范文杰. 电工技术学报. 2018(04)
[9]超高次谐波问题及其研究现状与趋势[J]. 汪颖,罗代军,肖先勇,李媛,徐方维. 电网技术. 2018(02)
[10]高频开关电源设计中的电磁兼容性分析与设计[J]. 陈霖,和谦. 信息通信. 2017(07)
博士论文
[1]基于逆变器谐波的交流电机定子匝间短路故障诊断研究[D]. 刘赫.浙江大学 2017
硕士论文
[1]具有过温保护功能的电流自适应LED驱动电路设计[D]. 崔晶晶.湘潭大学 2018
[2]谐波对电子式电能表的影响分析[D]. 谢宇霆.广东工业大学 2018
[3]UVLED驱动电路设计与研究[D]. 倪健.广东工业大学 2018
[4]需求侧电能质量在线检测系统[D]. 王旭.山东大学 2018
[5]配电网谐波检测方法的研究与应用[D]. 潘心斌.湖南工业大学 2016
[6]电动汽车充电站对电力系统的谐波影响及抑制方法研究[D]. 王健.浙江工业大学 2016
[7]电力系统谐波检测方法及系统设计[D]. 郑金艳.安徽理工大学 2016
[8]LED恒流驱动开关电源的研究与设计[D]. 朱剑.浙江理工大学 2016
[9]电力系统中谐波生成与检测研究[D]. 卢惠辉.广东工业大学 2015
[10]电力系统谐波测量及抑制方法研究[D]. 苗成瑜.天津大学 2014
本文编号：3624979
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