固态变压器（SST）也称为“智能变压器”，是一种现代的电能设备，可提供双向功率流。它是大功率半导体组件，是控制电路和常规高频变压器的结合体，提供无功功率补偿，谐波抑制等多种功能。固态变压器可满足广泛的应用需求，从替代发电到牵引机车，电网和电力工业等等。固态变压器的应用场景范围很广，除了电压转换外，还有助于从交流AC平滑过渡到直流DC，从直流DC平滑过渡到交流AC。然而，替代发电是固态变压器的最主要应用。

  与传统变压器不同，固态变压器还提供了所需幅度的直流输出的选项。在典型的固态变压器中，使用基于电力电子的转换器将输入电压转换为高频AC，然后馈入高频变压器的初级侧。在高频变压器的次级侧执行相反的过程，以获得所需的AC或DC或两种输出，以提供给负载。高频功率传输导致重量减轻以及变压器尺寸减小。

  固态变压器的许多优点来自尺寸的减小。如今，安装变压器并非易事。诸如运输，场地准备，安装和传输成本之类的考虑全都增加了预算。相比之下，更小，更便宜的固态变压器能相对容易地安装在小型太阳能场或储藏箱中。固态设备的更快开关速度反过来将使电力公司更容易处理馈入电网的多种电源，因为您将会有更多的变压器来控制和微调电能质量。

  其基本原理如图：首先工频交流信号经电力电子变换器变换为高频方波信号，信号通过高频隔离变压器传输，再经电力电子变换器将高频方波信号还原成工频交流信号。该过程能够最终靠控制器对电力电子变换装置进行适当的控制来完成。

  （1）采用了高频变压器，而非工频变压器，因此变压器的体积和重量都大大减小。

  （2）通过适当的控制，能轻松实现输入侧单位功率因数运行，能吸收负载侧无功功率和隔离谐波电流，抑制谐波双向流动，有效改善电能质量。

  （3）可以消除电源侧电压过压或欠压对负载侧电压的影响，保证负载侧电压幅值、频率、波形的稳定。

  （5）全数字化控制，方便采集电网信息和联网通信，从而可以在一定程度上完成潮流控制，还可与柔流输电协同工作，增强电网系统的稳定性和可靠性。

  可见，固态变压器比传统电力变压器更能够很好的满足智能电网的要求，且更能使用户得到满足对电网的个性化需求。

  1.直流输出模块电源纹波和噪声测试 直流输出模块电源的输出纹波包含共模和差模两部分，差模纹波又包括开关频率的纹波和远高于开关频率的高频噪声，如图1所示。前者主要由开关频率及谐波组成，后者主要由功率开关器件快速的电压和电流变化产生，这两者都是需要检测的信号。共模噪声是由于接地点电位差的存在造成的输出纹波，这种信号沿输出线同向流动，最终在负载上转换为差模信号影响系统的工作，同样的原理，在测试时，如果探头两根信号线的阻抗不同，共模信号同样会转变成差模信号，影响真实的纹波。共模信号与接地方式有很大关系，能够最终靠滤波措施进行抑制，不属于模块电源的纹波测试范围，这里只介绍差模纹波的测试方法。 小功率模块(=50W）输出管

  模块电源纹波和噪声测试 /

  给出一种以ATMET公司的89C51单片机为核心的温度智能监控仪，监控仪具有自动记录断电前的三相温度、相位、历史最高温度等数据及黑匣子功能。89C51单片机是ATMET公司的8位Flash单片机，最大特点是在片内含有4KB可重复编程的Flash存储器、128×8B内部RAM和2个16位定时器/计数器，在开发过程中易进行程序的修改且与MCS-51兼容。对于LED控制驱动器，选用PS7219，其接口采用同步串行外设接口（SPI），可同时驱动8位数码管（使用其中的5位），因PS7219内部具有15×8RAM功能控制寄存器，可方便寻址，对每位数字可单独控制刷新，显示亮度可数控，每位具有闪烁使能控制及全亮功能测试，这样可简化硬件电路的

  监控仪电路模块设计 /

  新的智能变压器可快速为汽车充电，并使电网减少耗电3%，相当于美国全年太阳能电池板发电量好几倍。 新的基于半导体的设备管理电网电力使“智能电网”更加聪明。它们将使电动汽车快充，并让公共事业机构可以合并大量太阳能和风电，不会造成停电或电压浪涌(powersurges)。这些设备的研发者是很多小机构，其中有一些机构最近得到的新基金，是来自先进研究项目局能源处(ARPA-E)和国家科学基金会。 智能变压器：智能固态电子变压器原型，是电力研究所研制的。它比今天的变压器更小，用途更广。左边的模块把电网高压交流电转换成直流电。右边是一个变压器，把电力转换成120伏的交流电，就是标准的墙壁电源插座出口电压。右边插座是另外二个接

  题目一 简易数控直流电源 一、设计任务 设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。其原理示意图如下： 二、设计的基本要求 1．基础要求 （1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV； （2）输出电流：500mA； （3）输出电压值由数码管显示； （4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减； （5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。 2．发挥部分 （1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值； （2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）； （3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。 三、评分意

  1工作原理 温控仪由温度监测、信号处理、输出控制三部分所组成。系统框图如图1所示，它通过预埋在 变压器三相绕组中的三只铂电阻传感器获取绕组温度值，经信号调理电路处理后直接送入控 制器的A/D转换输入端。微控制器根据信号数据及设定的各种控制参数，按照嵌入的软件控 制规律执行计算与处理，自动显示变压器绕组的温度值、输出相应的控制信号、控制风机的 启停，并根据当前状态输出正常、报警和跳闸信号等，同时将各种数据通过RS-485传到上 位机实现集中监控。 温控仪控制核心采用ATmegal6单片机，它是一款基于AVR RISC的低功耗CMOS 8位单片机，在 一个时钟周期内执行一条指令，能取得1MIPS/MHz的性能，因此具有实时性。

  温度控制器设计 /

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