片上螺旋电感的一种新增强型单π模型

针对片上螺旋电感提出了一种新型增强型单π等效电路模型.在宽频范围内,该模型仿真数据和HFSS中电磁仿真数据呈现出很好的拟合结果.所提模型充分考虑了高频下的衬底耦合效应、趋肤效应和邻近效应,基于电磁仿真得到的Y参数,采用拟线性函数法和二端口网络分析法来解析提取电路元件参数值,且所提参数无需进行优化.将各元件参数值应用于该对称单π等效电路,在0~20 GHz范围内可以精确地模拟片上螺旋电感各参数随频率变化的特性,从而验证了等效电路模型的准确性.     

电机宽频等效电路模型的快速建模方法

提出了电机宽频等效电路模型的建模方法。通过测量获得电机端部阻抗幅频特性,根据幅频特性的第一个谐振点信息,将幅频特性曲线划分为若干个区域,每个区域用一个谐振单元等效,构建出电机宽频等效电路拓扑;每个谐振单元的R、L、C参数通过该区域的谐振点和任一非谐振点的频率和对应的阻抗值计算获得。用该方法建立了直流电机和交流电机的宽频等效电路模型,并在Saber软件中进行了仿真。将直、交流电机宽频等效电路模型的阻抗幅频特性仿真结果分别与测试结果和参考文献的仿真结果进行了对比。在直流电机端部阻抗特性拟合频段0.1~50 MHz的范围内、交流电机端部阻抗特性拟合频段0.1~40 MHz的范围内,验证了电机宽频等效电路模型的正确性与可行性。     

模拟电感的等效电路模型及其应用初探

提出了一种模拟电感的等效电路模型,并给出了其在RL振荡电路和一阶电路中的应用。通过建立电路方程组求解回转器输入端的伏安关系,推导出了模拟电感的等效电路模型,及实现负电感和负电阻的条件,并在此基础上用模拟电感构建了RL低频正弦波振荡电路和RL一阶电路,提出了这类RL一阶电路的约束关系式。利用等效电路模型得到的振荡频率值和暂态电流响应,与计算机软件仿真结果基本相符,验证了等效电路模型的正确性,为模拟电感电路的工程速算提供了理论基础。     

超声手术刀换能器的谐振频率特性研究

介绍了超声手术刀换能器的结构,详细分析了换能器的等效电路.通过Matlab仿真,研究了手术刀换能器的谐振频率特性,并与实际测量作比较,验证了对该手术刀换能器的等效电路和电参数的设置基本符合实际.在此基础上,还进行了外接匹配电感的公式推导研究,以便找到更适合电路的电感参数.     

考虑寄生参数和电感电流纹波的CCM模式Boost变换器建模

在考虑电子器件寄生参数及电感电流纹波的情况下,运用三端开关器件模型法和能量守恒法对Boost变换器工作于CCM模式下的精确建模进行研究,推导了大信号等效电路模型、稳态等效电路模型和小信号等效电路模型,并在一个实际的Boost变换器上对存在寄生参数和电感电流纹波的情况进行仿真和稳态性能、动态特性分析。结果表明,此研究能够改善实际Boost变换器设计和系统性能。     

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。     

紧凑型复合左右手传输线电磁特性

提出了基于正六边形互补开口单环谐振器对的紧凑型复合左右手传输结构和其等效电路模型。通过对结构参数的仿真分析,明确了该型传输线的作用机理,实现了对谐振频点和带宽的操控;设计的传输线在4GHz处实现了左右手的无缝连接,其-10dB阻抗带宽达到了1.85GHz(3.61~5.46GHz),相对带宽达到了40.8%;采用转移参数矩阵与Bloch-Floquet理论对电路模型进行了深入分析,电磁仿真模型、等效电路模型和测试结果的高度一致性证明了等效电路模型的合理性与有效性;并提取了等效电磁参数模型,验证了该结构的负折射率与后向波传输特性。     

用非线性电阻模拟变压器损耗进行铁磁谐振过电压研究

针对变压器、电磁式电压互感器(PT)等非线性电感元件在铁磁谐振研究中的重要性,建立了一种同时考虑变压器电感及损耗非线性的计算模型,利用非线性电感和电阻的并联来模拟变压器,并给出了由变压器空载实验测得的电压、电流有效值和损耗值计算得到非线性电感磁通电流曲线和非线性电阻伏安曲线的方法.将该模型应用于铁磁谐振过电压的仿真计算中,并与实验测得的结果进行比较.结果表明:利用非线性电阻模拟变压器损耗进行铁磁谐振的仿真计算,所得到的变压器电压和回路电流的峰值与实验结果的误差分别为3.81%和0.2%,远低于利用定值电阻模拟变压器损耗时的误差19.5%和15.9%,表明该模型应用于铁磁谐振的计算时所得结果更加精确.     

初始值与动态元件参数的关系定理

本文提出动态电路初始值与动态元件参数的关系定理。文中提出:常态网络中元件的初始值与动态元件参数无关,从O_+等效电路中可直接求出全部初始值。退化网络中初始值与动态元件参数有关。并给出与元件参数有关的关系公式。掌握此定理,事先可判断初始值与态元件参数有无关系,应用公式能快速求解,在求解初始值时可避免错误。     

功率超声珩磨谐振系统电匹配技术研究

针对功率超声珩磨谐振系统阻抗匹配性差的问题,提出了在超声珩磨谐振系统中接入由串联电感和并联电容构成的匹配电路。采用Matlab仿真平台得到了不同参数匹配系统阻抗特性曲线,分析了串联电感、并联电容对系统阻抗、谐振频率的影响规律。在此基础上,采用PV70A阻抗分析仪进行了试验研究。结果表明:仿真结果与试验结果基本吻合,匹配元件参数的合适选择使超声珩磨谐振系统获得了最大效率、最小输出阻抗,接入匹配电路后的超声珩磨谐振系统基本避免了因匹配差引起的加工不稳定甚至无法加工的现象。     

适用于光发射机设计的实用VCSEL小信号等效电路模型

提出了一个适用于发射机中驱动电路设计的具有较高计算效率、能准确反映不同频率时与驱动电路互作用的VCSEL等效电路模型．用曲线拟合的方法结合惠普网络分析仪测得的VCSEL反射参数S11，准确地得到了等效电路模型的各个参数值，并将此等效电路模型应用到设计驱动电路的模拟中，在标准EDAN；境SPICE中对驱动电路和模型进行了协同模拟，与过于简化的VCSEL模型进行了对比，通过设计驱动电路芯片证明了此模型的有效性。     

一种基于矢量拟合及神经网络的贴片天线建模技术

本文介绍了一种新的方法来创建一个快速的参数化神经网络模型,此模型在传统的神经网络基础上嵌入了SPICE兼容的等效电路模型[1-3]。此方法结合了矢量拟合技术[4,5]和空间映射[6,7]技术。此方法在贴片天线的建模过程中,首先我们用电磁仿真软件,例如HFSS或ADS等电磁仿真软件来产生神经网络训练所需要的Y参数。采用空间映射技术来完成器件几何尺寸参数到有理函数的系数零点和极点的映射。将得到的系数零点和极点转化为SPICE兼容的等效电路模型中,并提取出电路模型中的元件值。本技术的主要贡献是通过使用神经网络训练算法和空间映射技术解决了由零点和极点转化为等效电路模型时产生的负阻抗问题。此方法的优点是最终的神经网络模型可以表征一个很大的频率范围和很广的贴片天线几何尺寸。同时空间映射技术很好的解决负阻的问题。与电磁仿真器相比,此方法更加的快捷。与矢量拟合技术相比,此模型是以器件几何尺寸为变量的,最终的模型可用于做电路优化并可进行时域分析。     

基于基波纹波比的大功率本安Buck变换器的设计

针对具有电感、电容(LC)滤波的本安Buck变换器输出纹波电压难以精确计算的问题,提出一种可快速、准确计算其输出纹波电压大小的方法。通过构建该变换器在电感电流连续模式下的等效电路模型,分析其频率特性,得出了该变换器的输出稳态响应。进一步的纹波理论计算及仿真分析表明可用基波电压纹波比近似全纹波比来求解该变换器输出纹波电压的结论。同时,为了给设计者提供理论指导,得出了满足输出纹波电压指标要求的电感、电容参数设计方法。与典型Buck变换器参数对比,发现在同样的电气性能指标要求下,采用LC滤波的Buck变换器仅需很小的电感、电容。表明该变换器更容易满足本安性能要求。最后,通过实验样机验证了输出纹波电压计算方法的准确性及元件参数设计思路的可行性。     

单片微波集成电路中的元件参数的提取

单片微波集成电路（MMIC）中集总元件和MESFET管的模型是微波电路CAD的关键,在确定电路模型后,为要进行正确的设计,还必须知道模型中各元件的参数。在给出了MMIC集总元件9种可能的等效电路形式,已知S参数与频率的关系后,可以确定集总元件应选用的最佳等效电路形成;推导了由S参数提取上述集总元件和管芯等效电路中各元件参数的方法,编制了相应的程序,为确保计算得到和各元件值的误差最小,在程序中用最小二乘法对计算结果进行了优化处理;推导了各参数在最小二乘意义下的最佳值;对各元件的计算结果分别进行了高精度的搜索比较,以使计算结果有最小偏差,计算实例证明了编制的程序可达到较快的运算速度和较高的计算精度。     

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.     

电动汽车双向DC/DC变换器的设计

采用全桥谐振C LCLC变换器和模糊PID控制的半桥Buck Boost变换器,组成两级式双向DC/DC变换器拓扑;并根据等效模型计算出谐振元件参数,即变压器的匝比为1∶1,输入输出电压为400 V,谐振电感为100 μH,谐振电容为253 μF,半桥Buck Boost变换器中的滤波电感为5 000 μH,滤波电容为127 μF。仿真结果表明,全桥谐振C LCLC谐振变换器输入电压与输出电压一致;模糊PID控制策略可有效降低充电状态下电压超调量,缩短调节时间,提高系统的抗扰动能力,说明所采用的设计工艺能有效提高电动汽车变换器的动态、稳态性能和抗扰动能力。     

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。
     

适用于电场探头的垂直腔面发射激光器的PSpice模型

提出了一个适用于电场探头的垂直腔面发射激光器(VCSEL)的PSpice等效电路模型。该模型以VCSEL的速率方程为基础,将速率方程表征为线性电路元件组成的等效电路。通过电路仿真软件PSpice对等效模型进行模拟与分析,验证模型的实用性和准确性。     

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。     

无线电能传输的双边LCL补偿网络建模与分析

利用双边LCL谐振补偿网络,实现磁耦合谐振式无线电能传输系统(MCR-WPT)在一些应用场合需要恒流输出的要求.首先,对LCL谐振网络进行建模与分析.其次,采用电路互感理论构建双边LCL谐振补偿磁耦合结构的等效电路模型,提出其参数配置的方法并对其性能进行分析.最后,通过样机实验,验证所提出参数配置方法和理论分析的可行性和正确性.实验样机的输出电流波动小于3%,在负载电阻大于100Ω时,整机效率可达到90%以上.