分抗在正弦电压源中的功率与电学性质

为得到分抗、分抗逼近电路在正弦电压源中的功率,从功率角度探究分抗的电学性质。给出了分抗在正弦电压源激励下的功率因数、有功功率等数学表达式;并与电阻、电容和电感比较,得到统一表达式。设计半阶感性与半阶容性Oldham分形链分抗逼近电路,计算并电路仿真验证阶频特征与F特征以及在正弦电压源激励下的有功功率。结果表明:容性分抗的功率因数、有功功率介于电阻与电容之间,感性分抗的功率因数、有功功率介于电阻与电感之间;电阻、电容、电感可看做分抗阶数延伸到整数阶的特殊情况。     

对正弦交流电路中无功功率几个疑问的探讨

在理想化的线性时不变集总参数正弦稳态电路中探讨无功功率,梳理出了无功功率定义的两种等价方法;从阻抗的瞬时功率入手,将瞬时功率分解为有功分量和无功分量,给出阻抗串联模型、并联模型时有功分量和无功分量的准确表达式。通过计算分析典型电路的无功分量表明:理想线性电容电感元件的串联或并联、电阻电感电容串联(RLC)或三者并联以及阻抗串联的单口网络中感性负载与容性负载的无功能量吞吐反相,而感性阻抗和容性阻抗并联,三相电路的无功能量吞吐不可能反相;无功能量既可能在电源与负载之间流动,也可能在各负载之间流动;负载侧网络的总吞吐幅度不一定等于网络中各负载无功功率的代数和。     

分形塔分抗逼近电路——标度拓展与优化设计原理

分析B型分形塔分抗逼近电路的特征,该电路只具有负半阶运算性能.结合标度拓展理论,获得具有任意实数阶微积算子的分抗逼近电路——标度分形塔分抗逼近电路,并用非正则双重标度方程进行描述.分析该分抗逼近电路的运算性能和逼近性能.运用典型的数值求解算法分析频域特征及运算特征,对比不同初始阻抗值对零极点分布及频域曲线的影响.结合运算特征曲线与标度特征参量的不同取值情形,理论分析标度分形塔分抗逼近电路的优化原理并给出具体优化方法.对比分析标度分形塔分抗优化前后的逼近性能,定量分析运算振荡现象.介绍标度分形塔分抗的实际电路设计方案并给出实例,使用电阻电容与有源器件将该分抗的运算阶由-1μ0推广为0|μ|2.标度分形塔分抗逼近电路及其优化电路为分抗的构造与应用提供新思路.     

类脑计算的基础元件：从忆阻元到分忆抗元

讨论一种新颖的类脑计算的基础元件:分忆抗元(分数阶忆阻元).忆阻元的概念从经典的整数阶推广到分数阶忆阻元,即分忆抗元.分忆抗元是分数阶忆阻元的一个合成词.分忆抗值是分忆抗元的分数阶阻抗.因此,可以很自然地想到一系列具有挑战性的理论难题:分忆抗元和传统的分抗元以及著名的忆阻元的关系是什么;关于介于忆阻元和电容元或电导元之间的内插特性是什么;以及关于分忆抗元在蔡氏电路周期表中的位置在哪里;任意阶理想的容性分忆抗元和感性分忆抗元的分忆抗值的一般表达式是什么;分忆抗元的度量单位和物理量纲是什么;鉴别分忆抗元的指纹特征是什么;如何通过普通的忆阻和电容与电感以模拟电路形式有效实现任意分数阶忆阻元.基于大量的前期探索性研究成果,对上述一系列理论难题进行了初步探讨.分忆抗元解决了分抗元很难实现记忆端口电荷或磁通量的功能,而且分忆抗元可作为一种基本电路元件应用到混沌系统、神经元电路、神经网络电路等的设计.     

分数阶RLαCβ串联谐振及电路仿真实验

【目的】分析和总结分数阶RLαCβ串联电路在谐振态及邻近态的特性。【方法】首先推导出谐振频率、品质因数、谐振态阻抗及电感和电容两端电压表达式,并进行了简要分析;其次,对阻抗模幅频特性、相频特性、电流及电压幅频特性进行了理论分析及数值仿真分析,得到一些基本结论;最后,用分抗链设计的等效分数阶电容模型及模拟电感方法设计的分数阶电感模型实现了该系统的仿真电路。【结果】Multisim 仿真结果与数值仿真分析基本一致,验证了相关结论的正确性。【结论】分数阶谐振更具普遍意义,谐振特性依赖于元件参数及分数阶次数,在奇数阶次附近特别敏感,随阶次变化,会出现电路感性和容性调换等现象。
     

分数阶RL_αC_β串联谐振及电路仿真实验

【目的】分析和总结分数阶RL_αC_β串联电路在谐振态及邻近态的特性。【方法】首先推导出谐振频率、品质因数、谐振态阻抗及电感和电容两端电压表达式,并进行了简要分析;其次,对阻抗模幅频特性、相频特性、电流及电压幅频特性进行了理论分析及数值仿真分析,得到一些基本结论;最后,用分抗链设计的等效分数阶电容模型及模拟电感方法设计的分数阶电感模型实现了该系统的仿真电路。【结果】Multisim仿真结果与数值仿真分析基本一致,验证了相关结论的正确性。【结论】分数阶谐振更具普遍意义,谐振特性依赖于元件参数及分数阶次数,在奇数阶次附近特别敏感,随阶次变化,会出现电路感性和容性调换等现象。     

浅议电容器的使用及电容补偿原理

电容器在原理上相当于产生容性无功电流的发电机。电容器是减轻变压器、供电系统和工业配电负荷最简便、最经济的方法,因此电容器作为电力系统的无功补偿势在必行。功率因数是被负载利用的有功功率与电源提供的总功率之比。提高功率因数不但可以提高交流发电设备的利用率,也可减少输电过程中的损耗。在电力系统中负载大多数是感性负载,功率因数较低,因此必须提高电路的功率因数,通常都采用电容并联补偿方法来提高功率因数。     

Roy分形分抗逼近电路的运算特征与逼近性能分析

从新的分数阶微积分概念出发,根据分抗逼近电路的数学原理,首次全面考察各型Roy分形分抗逼近电路的运算特征与逼近性能。引入阶频特征函数并结合相频特征函数来表征分抗、分抗逼近电路的运算特征。依据分抗逼近电路的频域性能参数,从阶频与相频两方面进行直观、全面地性能分析。首先由连分式迭代算法公式,数值算出各型Roy分形分抗逼近电路的阻抗函数序列,进而获得阶频特征、相频特征函数、逼近带宽指数,最后精确求出各型Roy分形分抗逼近电路的K指标、O指标、P指标,逼近效益等刻画分抗运算特征与逼近性能的参数。数值仿真表明,阶频特征与相频特征直观刻画Roy分形分抗逼近电路的运算特征,是分析分抗、分抗逼近电路以及分数阶电路与系统运算性能的数学基础。采用频域性能指标在分析不同类型的分抗逼近电路的逼近性能时具有统一的定量分析标准。     

线性非时变正弦稳态电路的功率不能用迭加原理吗?

本文提出三个定理与三个推论,证明了线性非时变正弦稳态电路的功率能用迭加原理来计算的充要条件。分解独立源为初相位零与初相位90°的两个独立源,运用迭加原理,推导出化复数的代数运算为标量的代数运算来计算纯电阻(或纯电抗)线性非时变正弦稳态电路的电流、电压与有功功率(或无功功率)的方法,简化了计算。最后提出了线性非时变正弦稳态电路(包括直流稳态电路)的功率不能用迭加原理来计算的充要条件。     

交流电路频率特性的研究与分析

交流电路的基本元件有电阻R、电感L和电容C,用它们可以组成串联、并联或各种串、并混合电路。如果保持交流激励源的幅值不变,只改变其频率,则电路中各电容和电感元件的电流、电压的幅值和相位都随着改变,这就产生了交流电路的频率特性。     

非正弦网络的无功特性及无源补偿研究

从时域分析角度出发，结合非正弦网络无功功率的频率特性，对非正弦网络无功特性进行分类研究，定义拟电参数，由拟电参数Ｌ和Ｃ的值研究非正弦网络的无功特性，并以此指导非正弦无功功率的无源补偿．     

基于频响分析法的脉冲电源与容性负载间匹配电路设计

为克服传统的基于负载匹配法设计的匹配电路存在导致容性负载上脉冲电压上升率明显降低的不足，提高脉冲电源在容性负载下的应用效果，提出了将频响分析用于设计脉冲电源与容性负载问匹配电路的方法．基于此法设计了一种由电感（Lm）支路和与其并联的阻-容（Rm-Cm）串联支路构成的匹配电路，当Lm、Rm和Cm满足使容性负载上的脉冲电压（u2）与脉冲电源输出的脉冲电压（u1）之比（u2/u1）的频响特性，在脉冲电源输出的脉冲电压的有效频谱范围内接近不失真系统频响特性的条件时，可在容性负载上得到既无振荡，且上升率高的脉冲电压．实验验证该匹配电路是有效的．     

容性电力变压器基本原理

提出用双层金属箔和双层绝缘层卷制而成的容性绕组了代铜导线组，通过改变变压器绕组结构，使其成为具有民容效应的电感线圈的基本思想，给出容性绕组电力变压器的部分研究过程与检测结果，并对容性绕组分布电容特性，超前无功功率的产生，高功率因数的形成以及该变压器运行的基本原理加以论述。     

S-LCC型无线电能传输系统补偿网络分析

为分析S-LCC型拓扑结构的无线电能传输系统中补偿网络参数对于传输特性的影响,首先利用双线圈等效电路模型建立回路电路方程并推导出系统输出功率表达式,其次在不同参数条件下讨论系统的恒流恒压特性,确定以最优输出功率为目标的补偿网络参数之间的相互关系,分析负载电阻与谐振电感以及寄生电阻对于系统输出功率的影响,并搭建双线圈WPT实物系统。研究结果表明：可精准确定以最优输出功率为目标的原副边侧谐振电容关系；系统的输出功率随负载电阻的增加而表现出先增加后减少或者先增加后减少再增加又减少的趋势；最佳负载电阻随着谐振电容的减少而先减少后增加,随着谐振电感的减少而先减少后增加,随着寄生电阻的增加而增加。     

基于电感非线性阻抗变换的一种新型高效整流电路

在对常规整流电路的输入特性分析的基础上,提出设计了一种基于电感非线性阻抗变换的环节,并应用到常规桥式整流电路的电容滤波环节前,保证当电源电压低于整流直流电压时,使非线性阻抗值也随之发生变化,来有效地克服和缩小输入电流的死区范围,减少谐波含量,从而改善了系统的功率因数品质,对于电力节能具有重要的意义。     

峰值电流型PFC电路的频率与电路参数关系

峰值电流型ＰＦＣ电路的频率与电路参数关系赵修科陈炜（南京航空航天大学自动控制系，南京２１００１６）（南通纺织工学院电气工程与自动化系，南通２２６０００）功率因数校正ＰＦＣ（ＰｏｗｅｒＦａｃｔｏｒＣｏｒｅｃｔｉｏｎ）是通过一定的控制方式，使输入电流具...     

小功率磁耦合谐振式无线电能传输频率分裂的研究

针对在磁耦合谐振式无线电能传输过程中当传输距离到达一定值后,耦合因数超过临界耦合值而出现的频率分裂问题。利用互感耦合理论和等效电路模型对系统进行建模分析,得出负载电压和传输效率与耦合因数、失谐因子的关系表达式,并对其频率特性进行分析。为了改善系统在过耦合状态出现的负载电压频率分裂问题,采用了在保持其轴向距离不变的前提下,横向移动接收侧线圈的方式。进行了小功率磁耦合谐振式无线电能传输实验,结果表明通过横向移动接收侧线圈,可以有效改善频率分裂的问题,为无线电能传输在现实中应用提供了有效参考。     

引信体外射频电源技术研究

该文提出了一种引信体外射频电源技术，通过分别置于发射器和引信中的初、次级耦合线圈，实现能量的非接触传输，对引信体内电容充电，为引信电路和起爆装置提供所需的能量。在低耦合系数条件下，通过基于初级漏感的E类功率放大器和次级漏感的补偿方法，提高电容充电电流和传输效率。最后提供了原理样机和实验结果。     

一种低复杂度逐次逼近型数模转换器设计与仿真

为了降低模数转换器复杂度和功耗,基于低复杂度电容阵列DAC设计了一种低功耗逐次逼近型模数转换器（SAR ADC）. 该结构中,电容阵列DAC每个电容只有两种参考电平选择,降低逻辑控制电路和电容驱动电路的复杂度,电容阵列DAC最低位电容参与转换,使需要的总单位电容数量相比单调结构减少一半;比较器采用两级动态结构,降低功耗;移位寄存器采用动态锁存电路结构,降低功耗和减少误码;电容驱动电路采用CMOS反相器结构,减少晶体管数量. SAR ADC电路仿真结果显示:在1.0 V电源电压和采样速率为100 kHz 时,SAR ADC功耗为0.45 W ,有效位（ENOB）为9.99 bit ,其单步转换功耗为4.4 fJ.     

电阻R电容C电感L的数学模型和伏安特性

电阻、电容、电感是电路的三个基本元件,为了便于分析和计算电路,在一定条件下对实际元件加以理想化,而理想元件可用数学式精确加以定义,即数学模型.伏安特性是描述电器元件的很重要特性.电阻的数学模型和伏安特性一致,这种元件的电路响应和激励关系是“即时”的,故为非记忆元件.电容、电感的数学模型和伏安特性不同,这两种元件的电路响应和激励关系是“非即时”的,故为记忆元件.本文进一步分析了不同元件电路中电压和电流的关系提供了更可靠的依据,为研究复杂电子电路打下基础.