结合平衡和滤波技术抑制GaN电源转换器的电磁干扰

针对GaN Boost型电源转换器的电磁干扰降低电源可靠性的问题,提出了一种结合阻抗平衡和滤波技术抑制GaN Boost电源转换器电磁干扰的方法。由于阻抗平衡技术利于抑制低频共模电磁干扰,而滤波技术利于抑制高频共模电磁干扰,所以将两者结合以抑制GaN Boost型电源转换器的共模电磁干扰。首先用GaN高电子迁移率晶体管搭建功率级电路;然后用耦合电感替代功率级电感,并在耦合电感的输出端加上电容以平衡寄生参数的影响;最后加入共模电感以抑制高频共模电磁干扰,综合考虑抑制效果和电路面积,合理选择滤波器共模电感值。该组合方法与阻抗平衡单项技术相比,能有效地抑制高频共模电磁干扰;与滤波器单项技术相比,减小了电路面积。仿真结果表明,抑制后与抑制前的电磁干扰相比,在200kHz~10MHz低频范围内,电源转换器的共模电磁干扰的抑制量达到40~60dB;在10~30 MHz高频范围内,电源转换器的共模电磁干扰的抑制量约为80dB。     

差共模滤波器的平面无源集成

为了提升电源产品品质,在差共模集成滤波器的基础上,采用改变磁芯结构的方法对差共模集成电感平面化,推导了集成磁件的等效电路,给出了平面化集成磁件的设计结果,并用Saber软件对滤波电路进行仿真.该设计方法能够减小滤波器无源器件的体积与高度,提高磁件的利用率,为电力电子的系统集成提供技术支持.     

印刷电路板差分对布线位置不对称引起的共模辐射仿真研究

分析了对称差分对共模电感的成因,并利用半波天线方法估计差分对的共模辐射.利用时域有限差分法计算差分对的共模辐射,估计了随着差分对布线向印刷电路板的边缘靠近时共模辐射的恶化情况和缩小差分对线距对共模辐射强度的抑制效果,并给出了高速互连的常用电平满足共模辐射规范下的布线规则,同时分析了保护走线对共模辐射的抑制效果.     

一种提高共模反馈稳定性的新方法

介绍了一种用于提高共模反馈稳定性的新方法,该方法简单易行,大大降低了共模反馈的设计难度.详细介绍了该方法的原理,并用实际的仿真结果证明了该方法的正确性.     

一种新型的EMI集成滤波器

在总结国内外集成滤波器发展的基础上,推出了一种新型的EMI集成滤波器,该滤波器利用两个不同特性的磁芯将共模电感和差模电感集成在一起．新的集成滤波器方案有3个特点：1)在制造、安装工艺上非常方便;2)差模电感的调节方式灵活;3)降低了由于差模电感和共模电感的集成而带来的相互影响。     

各种PWM控制方式下的电机共模电压比较研究

研究了不同PWM控制方式下电机共模电压、轴电压和轴承电流的产生机理,建立了脉宽调制逆变器驱动系统共模回路的等效电路,并由此得到轴电压的计算公式.为研究不同PWM控制方式对电机共模电压的影响,建立了电机共模电压仿真模型,比较了在三种PWM控制方式下电机共模电压的仿真波形,通过对仿真结果的对比分析得到了在SPWM控制方式下电机共模电压最小的结论,为逆变器采用哪种控制方式会有最小的轴电压和轴承电流提供了一定依据.     

用Matlab/Simulink软件包建模电感滤波的直流稳压电源

分析讨论电感滤波的直流稳压电源的建模方法,推导出电感滤波的直流稳压电源的非线性状态变量方程,并据此得到了电感滤波的直流稳压电源的Simulink模型。给出了单相、三相半波、桥式整流电感滤波的直流稳压电源的Simulink模型,以及四种电路的仿真曲线。结果表明,信真模型正确,与理论分析结果相符。     

基于PSPICE建模仿真方法研究传输线网络时域响应

为研究注入式电磁脉冲对端接负载的传输线网络的耦合规律,以典型的环形网络和树形网络为研究对象,基于PSPICE建模仿真方法,研究方波脉冲在传输线网络中的时域响应. 对端接电阻负载的同轴线网络瞬态响应的实验结果、BLT方程求解结果、PSPICE仿真结果进行了对比分析,表明了PSPICE方法与BLT方程求解结果及实验结果具有很好的一致性. 针对BLT方程方法在求解电容、电感负载及非线性负载上存在计算复杂、较难求解的问题,利用PSPICE建模仿真方法对端接电容负载的环形同轴线网络、端接瞬态抑制二极管的树形同轴线网络和多芯线缆网络的方波脉冲瞬态响应进行了仿真,与实验结果具有较好的一致性. 这些结果验证了PSPICE建模仿真方法在解决电磁脉冲对端接线性、频变及非线性负载的传输线网络时域响应的有效性.      

基于有限元分析的开关磁阻电动机静态和稳态特性研究

用有限元方法对一台8/6极开关磁阻电动机进行静态特性分析,计算了电感特性和矩角特性,该静态特性可用于样机的建模;设计了功率电路仿真模型,对稳态特性进行有限元仿真,获取了不同控制方式下的相电流和转矩波形,仿真结果可用于控制器的设计和优化.     

CMOS集成电感的建模与仿真

为了优化现有的射频CMOS电路中片上集成螺旋电感的模型,分析了利用MATLAB和ADS软件协同仿真建立集成电感模型的方法,以及利用VPCM来定制集成电感的优缺点;并针对传统FDK的局限性,提出一个交互式多样化的参数可变的电感模型。以电感2—π等效模型为基础,针对特定尺寸的电感调整建立了固定尺寸电感模型;并调整到与实测电感的L及Q值曲线相拟合,验证了模型的准确性。良好的参数提取精度证明了该建模方法的灵活性和有效性,方法可用于射频以及混合信号集成电路设计。     

集成EMI滤波器的研究

提出了基于平面EI磁芯的差共模EMI集成滤波器,分析了差共模滤波器的集成原理,进行了电磁场有限元分析仿真验证,推导建立了集成差共模滤波器的等效电路、电路仿真及实验结果,表明利用EI磁芯集成的差共模滤波器具有较好的滤波效果.     

基于分段线性电感混合励磁双凸极电机的建模仿真

混合励磁双凸极电机是近些年发展起来的一种新型调速电机.在对电机本体研究的基础上,采用分段线性化方法解决绕组电感的非线性问题;并根据电压、转矩、机械运动、位置信号等数学模型,利用MATLAB/Simulink进行建模仿真.仿真结果中励磁电流、转速、转矩符合理论分析,为今后的深入研究奠定了基础.     

PFC+半桥LLC电路传导共模EMI特性分析与抑制

为了研究开关电源的传导共模EMI特性,在分析交错并联PFC+半桥LLC电路传导共模噪声传输机理基础上,提出了磁元件可视为共模滤波器的新观点。理论分析了磁元件的共模滤波特性,通过优化设计变压器绕组结构,改善变压器容性分布特性,可提高变压器的共模噪声滤波能力;通过构造反相噪声源,补偿抵消原始噪声,可提高功率电感共模噪声滤波能力。最后,通过一台音频功放电源样机进行了实验验证,实验结果表明优化磁元件共模EMI滤波特性,可有效抑制电路的共模噪声。     

一种CCM模式下非理想Boost变换器的建模方法

开关网络平均模型法广泛地应用于理想DC-DC变换器的建模,文章将其应用于连续导电模式下的非理想Boost变换器,并应用能量守恒原理和映射原则,将开关元件的寄生参数等效到电感支路中.用此方法,可以更便利地得到变换器的低频等效电路模型,用于变换器的直流特性和交流特性的分析,仿真结果证明了该建模方法的正确性.     

单相逆变器共模电磁干扰特性研究

在逆变器系统中,开关器件的高速开关产生了巨大的dv/dt和di/dt,形成了严重的电磁干扰(EMI)问题.介绍了逆变器在实际运行中产生的共模电磁干扰(CM-EMI)及其产生机理,得出了共模干扰源和传播路径,建立了单相逆变器共模干扰等效电路.通过分析回路参数和驱动脉冲延时不一致对共模干扰的影响,揭示出干扰抑制中前期工作的重要性,并提出了相应的解决方案,即以干扰源作为研究对象,对逆变器共模干扰进行特性分析与初步消除.仿真及实验结果表明,该方法可以有效消除逆变器产生的CM-EMI,从而保障逆变器正常工作.     

硅基集成电路螺旋电感优化设计方法

针对于硅基集成电路中螺旋电感的建模、分析和设计提出了一种新的优化设计方法.在分析了已有的对称型电感和锥型电感结构之后,针对电感在高频时的物理特性和电感的具体结构,结合两种结构的优点,提出了更加合理的锥型对称电感,使得螺旋电感的电感值、品质因数、差分特性和自激振荡频率都有了显著的提高.本优化方法尤其适合高性能全差分电路设计过程中对高性能电感的要求.本优化设计选取典型的单层正方形螺旋电感作为测试对象,工作频率2.439 GHz,芯片面积最大值限定为250μm×250μm.     

基于分步耦合的压电分流薄板动力学建模与分析

为了有效实施压电分流阻尼减振,创建一个能预估其减振效果的动力学分析模型以指导减振设计.根据压电分流薄板结构,提出了一种将基体结构和分流电路分别建模并通过压电片将二者耦合起来的分步耦合建模方法.在ANSYS软件平台上,详细描述了面向压电分流薄板结构采用分步耦合法的建模流程.实验验证了建模方法的合理性,压电分流阻尼对结构具有较好的减振效果,降低共振响应幅度可达50%以上.分析了电感值、压电片贴敷位置、压电片面积等参数对薄板振动响应的影响.结果表明:对于电阻-电感串联及并联分流电路,存在一个最优的电感值可使薄板减振效果最优;压电片贴在变形较大的区域及增大压电片尺寸对减振有利.     

模拟电容与电感及其仿真分析

模拟电容与模拟电感在集成电路中得到了广泛的应用.本文引入模拟电容与模拟电感模型,对两模型电路作了详细的时频分析和EWB(Electronics Workbench)软件仿真分析.以五阶Butterworth滤波器电路为例,通过对滤波器电路及其仿真电感替换电路的仿真对比分析,进一步验证了仿真电感模型的电感特性.     

汽车有限元建模及其电磁兼容预测的多软件联合仿真

针对一般仿真软件建立大型复杂模型的局限性,提出了多软件联合仿真技术.该技术利用前处理软件Hypermesh高质量的导入汽车CAD模型并进行三角形网格剖分;采用Matlab编程从Hypermesh输出的网格数据文件中提取各部件单元的节点坐标数据,再以文本文件的形式输出,以便Hfss读取;在Matlab编写形成有限元网格模型的VBS程序,然后在Hfss中运行该程序读取单元节点坐标、形成整车的初始三角剖分网格.以点火系统电源线上的共模电流为干扰源,仿真分析了在该干扰源作用下车内外的电场分布情况.研究方法具有较强的通用性,对汽车整车级电磁兼容仿真建模具有很好的参考价值.     

电磁成形线圈电感计算

采用解析法和有限元方法对电磁成形线圈电感进行计算并测量.研究结果表明,解析法和2D有限元法计算线圈电感与实测值误差较大,且只能计算少量的轴对称线圈的电感,具有较大的局限性.而基于增强型能量增量法原理的3D有限元法求解电感精度较高,可以较好地计算实际结构线圈的电感,对于异形线圈电感也可以方便建模求解,为线圈的设计奠定了基础.