B类功率放大器的设计与仿真

设计了一种具有较高输出功率和较高功率效率的B类功率放大器,采用了负载牵引和源牵引的设计方法得出最大输出功率对应的最优负载阻抗和源阻抗,并运用阻抗匹配技术分别实现负载阻抗和源阻抗到50Ω的匹配电路设计.仿真结果表明,工作频率为960 MHz下该功率放大器的功率附加效率为69.39%,输出功率为45.32 d Bm.     

PCHD模型的TNPC-UPQC无源混合控制

为改进UPQC的控制性能,建立并分析了TNPC-UPQC的端口受控哈密顿(PCHD)数学模型,利用该模型和UPQC的无源性,采用基于互联和阻尼配置无源控制(IDA-PBC)方法,设计了无源混合控制器,对UPQC进行控制.利用本文提出的无源混合控制器,可有效补偿负载电压和电网电流,使负载电压或电网电流为近似正弦波.在MATLAB/simulink仿真平台上搭建TNPC-UPQC无源混合控制器的仿真模型,对TNPC-UPQC的谐波补偿性能进行了仿真实验研究.仿真结果表明本文提出的无源混合控制策略是可行的.     

输入端谐波抑制S波段高效率F类功率放大器的研究

传统的F类功率放大器设计方法是对其输出端进行谐波抑制,在输出端得到近似方波的电压信号和近似半正弦波的电流信号,以此提高放大器效率.新型高效率F类功率放大器在输入端加入谐波抑制电路,同时利用输入和输出谐波抑制匹配网络能够有效提高输出功率和功率附加效率;在S波段完成一款电路的设计并进行测试,在电路设计中采用新的负载牵引、源牵引仿真方法,实验结果和仿真结果非常吻合.在输入激励为28dBm条件下,测试结果表明,最大PAE能够达到75.4%,输出功率40.3dBm.     

有源电力滤波器对消除谐波电流的研究

非线性负载尤其是电力电子装置的广泛应用,导致了电网中含有大量谐波,这些谐波给电力系统带来了严重的污染,从而使电能质量受到严重的影响。有源电力滤波器(APF)作为一种高效治理谐波的电力电子装置得到越来越广泛的关注。文中构造了有源电力滤波器采用基于瞬时无功理论的ip-iq检测法来检测谐波电流,采用滞环比较法来跟踪指令电流。通过MATLAB/SIMULINK搭建仿真模型,对电力系统中存在的负载是否平衡和电网是否平衡4种情况进行仿真研究。仿真实验表明:APF针对于这4种状况能够消除电流谐波,使电流中的谐波含量减少了75%以上,使得电流总畸变率大大降低,与传统的LC无源滤器相比,有源电力滤波器具有深入的研究意义和广泛的实用价值。     

二节双频阻抗匹配器优化设计

采用遗传算法设计了一个二节0λ/6传输线阻抗匹配器.该阻抗匹配器能在基频率及其二次谐波2个波段对任意电阻性负载实现理想的阻抗匹配,得到了阻抗匹配器的设计参数和一个修正的设计公式.数值计算结果表明,用修正公式设计的阻抗匹配器,在2相似文献   

并联型APF补偿典型电流型谐波源负载仿真

针对典型电流型谐波源负载的特点,提出了采用基于改进瞬时无功功率理论的并联型有源电力滤波器的补偿方案,并根据并联型有源电力滤波器的基本工作原理、系统结构和PWM控制思想,利用MATLAB中的电力系统仿真工具箱,对基于PWM控制的并联型有源电力滤波器补偿电流型谐波源负载的方案进行了建模和仿真,给出了仿真模型,通过仿真实验研究,结果证实了所提方案的正确性和可行性.     

计及动车组多种工况的牵引网谐波分析与抑制

采用多导体传输线等效降阶法建立了CRH2型动车组和某实际复线自耦变压器(AT)牵引网车网联合仿真模型,仿真分析了动车组处于固定位置、动态运行、不同工况、不同功率时各种因素对牵引网谐振频率以及谐振点处谐波电流放大倍数的影响规律,并通过部分实测数据验证了所建模型和分析方法的有效性.最后提出采用C型滤波器来抑制谐波电流,在确保装设滤波器后车网系统达到良好电气匹配的基础上,给出了滤波器电气参数设计和安装位置选取方法,并对最佳位置分区所(SP)处加装滤波器后的牵引网谐波电流放大抑制效果进行了仿真验证.     

基于有源滤波器和斯科特变压器的同相牵引供电系统

提出了一种采用斯科特变压器和平衡变换装置的铁道牵引供电系统同相供电方案.平衡变换装置由两个电压型单相有源滤波器构成,用以补偿负载的无功和谐波电流,以及变压器两副边绕组的不平衡电流.无论负载实际的特性如何,经过变换之后在变压器的输入侧都表现为三相对称的纯阻性负载.文中分析了系统的结构和工作过程,提出了单相有源滤波器的状态优化控制方法.以一列满载运行的机车为对象,进行了供电系统的软件仿真研究,仿真结果证实了该系统的正确性.     

Compensation of Railway Supply System Currents by Active Filter

阐述了用一有源滤波器与铁道供电系统相接,以注入牵引负载所需的谐波、无功和负序电流.因此供电电源只提供负载的有功电流.有源滤波器采用电压源PWM型变流器.     

并联型APF补偿典型电流型谐波源负载仿真

针对典型电流型谐波源负载的特点,提出了采用基于改进瞬时无功功率理论的并联型有源电力滤波器的补偿方案,并根据并联型有源电力滤波器的基本工作原理、系统结构和PWM控制思想,利用MAT-LAB中的电力系统仿真工具箱,对基于PWM控制的并联型有源电力滤波器补偿电流型谐波源负载的方案进行了建模和仿真,给出了仿真模型,通过仿真实验研究,结果证实了所提方案的正确性和可行性。     

基于负载牵引方法的微波功率放大器仿真设计

微波功率放大器是通信系统中的关键器件.这里描述了基于EDA技术下3.55GHz的可用于W-CDMA基站的微波功率放大器的设计方法.利用厂家提供的非线性模型进行仿真设计,通过直流仿真来确定其偏置,利用负载牵引技术来确定最佳输入输出阻抗,设计出输入和输出匹配网络.对整个设计进行测试,得到了具有高输出功率,一定效率的功率放大器,适用于线性基站应用.     

基于ADS仿真的射频功放设计

射频功率放大器是移动通信基站中的关键部件,其性能指标优劣直接影响通信质量好坏.本文基于晶体管MRF7S21150 HR3,在对晶体管绝对稳定性分析的基础上,采用多谐波双向牵引仿真技术得到了最佳基波源、负载阻抗,并进行匹配电路及偏置电路设计,最后得到了应用于WCDMA基站的高效率射频功率放大器.ADS中的仿真结果表明,功...     

VHF波段80W宽带线性功率放大器

针对高分辨率成像冰川厚度探测雷达设计了一款VHF波段宽带高功率线性放大器.以硅VDMOS器件作为功放管,采用推挽结构和传输线变压器阻抗变换网络相结合的方法,实现了50 MHz～200 MHz频带范围内80 W线性功率输出.该放大器由四级级联组成,每一级均采用ADS作负载牵引仿真确定最佳负载阻抗并用负反馈技术确保增益平坦.测试结果表明,1 dB压缩点输出功率为80 W,增益54 dB,附加效率40%,谐波小于-30 dBc.     

MRC-WTP系统的滤波器等效模型与阻抗匹配优化

针对传统电路模型中复杂负载的磁耦合谐振式无线电能传输系统分析过于复杂,在实际应用中很难达到最优阻抗匹配而影响电能传输效率的问题,提出一种基于带通滤波器理论的阻抗匹配优化方法。首先,建立一种磁耦合谐振式无线电能传输系统的带通滤波器等效模型,通过建立模型简化分析过程并得到无线电能传输系统阻抗匹配的直接表达式;然后,根据阻抗匹配对电能传输效率影响的分析,得到复杂负载下的理论最优阻抗匹配,并且揭示了在低品质因数耦合谐振系统中优化电能传输效率的实际设计约束;最后,通过仿真和实验证明本文提出的最优阻抗匹配设计使系统具有更强的适应能力。     

2．4GHzCMOS低噪声放大器的设计

基于0．18μmCMOS工艺,采用共源共栅源极电感负反馈结构,设计了一个针对蓝牙接收机应用的2．4GHz低噪声放大器（LNA）电路．分析了电路的主要性能,包括阻抗匹配、噪声、增益与线性度等,并提出了相应的优化设计方法．仿真结果表明,该放大器具有良好的性能指标,在5．4mw功耗下功率增益为18．4dB,噪声系数为1．935dB,1dB压缩点为-14dBm．     

应用于WLAN的高效率F类功率放大器

为了提高在高速率信号传输下无线通讯发射系统中功率放大器的工作效率,提出了一种结构新颖的高效率F类功率放大器.通过计算机仿真与实验板调试相结合的方法确定了放大器的最佳漏极阻抗,根据F类放大器漏极电压和漏极电流是相位差为λ/4的方波和半正弦波的特性,通过仿真软件设计和优化,设计出的谐波滤波网络在输出谐波频点有良好的滤波性能.为了降低栅源电容对输入信号造成的失真,在输入端口加入短截线,提高了放大器的漏极效率.通过测试,功率放大器工作在2.4GHz时,在2dB增益压缩点的功率附加效率为67%,输出功率为30dBm.测试结果表明,该高效率功率放大器适合应用于WLAN无线通讯发射系统.     

基于GaAs pHEMT 2.5~4.3 GHz驱动功率放大器芯片设计

为了实现低噪声、高线性度、中功率的指标特性,设计了一款基于GaAs pHEMT工艺的2.5~4.3 GHz驱动功率放大器（power amplifier,PA）,该PA设计采用共源共栅级驱动共源极放大器的双级放大结构,其中共源共栅级驱动放大器可实现良好的隔离度,采用负反馈技术实现输入阻抗匹配和级间阻抗匹配,选取共源极放大器实现高线性度指标。经过流片加工后,实测结果显示,该PA在2.5~4.3 GHz频段可实现25.5±1 dB小信号增益,可以满足5G无线通信系统中Sub-6G频段的典型驱动功率放大器的指标要求,具有广泛的市场应用前景。     

磁耦合无线电能传输系统前端功率放大器设计

功率放大器是磁耦合无线电能传输系统的前端功率输入设备,对于无线电能传输系统的高效稳定运行起到至关重要的作用.本文给出了功率放大器的基本拓扑、匹配网络和整体电路设计方法,使其达到较高的传输效率.采用ADS软件对功率放大器性能进行分析,结果表明,设计的功率放大器在8.5 MHz中心频率上,当输入信号为29 d Bm时能够获得的最大功率为18.928 W,效率为89.516%.     

基于GaN器件的平衡式逆F类功率放大器的研究与设计

针对功率放大器效率低和输入输出端反射损耗较大的缺陷,采用平衡式结构研究了工作于2.6 GHz的逆F类功率放大器,并基于GaN器件CGH40010F设计该放大器验证电路。根据功放管输出寄生参数的等效网络,将负载阻抗转换到封装参考面上,在输出匹配电路中对二、三次谐波进行抑制处理。并且考虑栅源寄生电容对输入信号的影响,在输入拓扑结构中加入二次谐波抑制电路,进一步提高了放大器的效率。同时,在栅漏极偏置电路中,采用扇形微带线代替短路电容,使电路结构更为紧凑。经仿真优化,采用Rogers4350b板材制作该功放电路板。实测表明,饱和输出功率为42.32 dBm,最大漏极效率为77.91%,最大功率附加效率(power added efficiency, PAE)达到72.16%,输入输出驻波系数(voltage standing wave ratio, VSWR)均小于2。实测结果与仿真数据基本吻合,验证了设计方法的可行性。     

基于谐波抑制与补偿线技术的非对称Doherty功放设计

为了提高WiMAX信号下doherty功率放大器（doherty power amplifier,DPA）回退点的效率,提出一种基于谐波抑制和补偿线技术的非对称doherty功放（asymmetric doherty power amplifiers,ADPA）结构。该结构在传统ADPA结构的基础上,首先对主功放（carrier）和辅功放（peak）输出匹配电路加入2次、3次谐波电路进行匹配设计,减少晶体管漏极电压电流的重合;然后通过添加补偿线（offset line）的方式,改变carrier和peak的功率分配比,使得整体电路获得更高的效率和输出功率。基于上述谐波抑制和补偿线理论,设计了一款工作在3.4 GHz~3.6 GHz,增益约为13 dB的ADPA。实测结果表明,当饱和输出功率达到48.75 dBm,功率回退9.5 dB时,功率附加效率（power added efficiency,PAE）达到41.8%,5 MHz偏移量的相邻信道功率比（adjacent channel power ratio,ACPR）优于-35 dBc,10 MHz偏移量的ACPR优于-48 dBc。满足WiMAX基站对功放线性度和效率的要求。