一种新型立体集成电感设计

高Q值的片上集成电感是单片集成射频电路、微波电路中不可缺少的重要元件。衬底损耗、金属损耗及电感螺旋线之间磁通量的相互抵消是限制集成电感品质的主要因素。首次提出了一种利用常规硅工艺实现的新型立体集成电感设计,先在介质层上刻蚀出一个锥形柱面,然后在凹面上镀金属层,利用平面螺旋电感的制造方法,就可制造出立体电感;分析了该集成电感在金属损耗及电感螺旋线之间磁通量的相互抵消等多方面的优势;提出了该型集成电感的两种仿真模型;利用ASITIC软件近似仿真发现该型集成电感能获得较高Q值。     

抗过载片上集成MEMS悬浮螺旋电感

 针对微机电系统(MEMS)悬浮电感机械性能较差问题,设计了一种应用于高过载环境的片上集成MEMS 悬浮螺旋电感。通过采用一种新颖的阶梯式螺旋线圈结构,有效减小了悬浮线圈在高过载环境中的变形与应力。利用ANSYS 和HFSS 软件对设计的电感力学性能和射频性能进行联合仿真。仿真结果表明,采用阶梯式螺旋线圈的MEMS 悬浮电感的抗过载能力比采用等截面线圈的传统MEMS 悬浮电感提高了近3 倍,并且具有相当的射频性能;与增加了支撑柱的等截面MEMS 悬浮电感相比,所设计的MEMS 悬浮电感具有与之相当的力学性能,但是其射频性能明显优于增加了支撑柱的电感。     

用于电源接收器和信号传感器的硅基集成电感的建模与设计优化

对于硅基集成电感进行的电磁效应分析,在适当的近似下,可以简化为电学和磁学集总参数的运算,基于此建立了硅基集成电感的电学方程模型。开发了一个电源接收器的参数提取和设计优化器Antenna Optimizer。利用这一工具,可以优化得到不同电路的片上电源接收器的设计参数,应用于近距离无线通讯领域。给出了计算所得值与实际测试值之间的比较。结果表明该模型在作为电源接收器或信号传感器的低频应用范围内能较好地反映现实。     

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。     

考虑铁芯磁饱和的开关磁阻电机电感及转矩解析建模

针对开关磁阻电机电感的非线性问题,提出了一种开关磁阻电机非线性电感解析计算模型,并在此基础上完成了电磁转矩的解析计算。运用分布式等效磁路法并考虑铁芯磁饱和的影响,通过分别确定各条磁路中气隙和铁芯的等效长度及磁导率,建立了含电机参数的非线性电感解析模型,并通过电感的有限元仿真结果验证了解析模型的准确性。在利用该电感解析模型求解得到磁链曲线族的基础上,使用能量法对电磁转矩进行了解析计算,并将电磁转矩的解析结果与有限元仿真结果进行了对比,结果表明:建立的非线性电感解析模型能够准确地预测出电机的动态电感,相对误差在9%以内,电磁转矩峰值处误差在6%以内,提出的电感解析模型能够获得较高精度的电感和转矩解析结果。     

直线感应电机非线性参数计算

针对直线感应电机在饱和状态下会使三维电磁场有限元模型进入非线性迭代,从而极大增加了计算的时间成本这一问题,提出了三维线性分析和二维非线性分析相结合的计算方法对强三维直线感应电机进行计算.首先,在三维有限元模型中获得线性工况下的电机电磁参数;其次,在二维有限元模型中,获得激磁电感和激磁电流之间的非线性关系,并利用迭代方法获得激磁电感;最后,开展了静态堵驻试验.结果表明:计算值与试验结果较为相符,验证了该方法的准确性,可以极大了减小三维非线性计算的时间成本,适用于大尺寸电机方案频繁调整的优化设计阶段.     

片上电感的研究

片上电感是射频集成电路中必不可少的元件。通过讨论了影响电感品质因数恶化的因素，如趋肤效应、邻近效应和涡流损耗等，对片上电感的单П和双П集总参数模型进行了分析比较，分析了多种优化方案，并提出了提高片上电感Q值的研究方向。     

微机械平面螺旋电感的Q值分析与结构优化

为优化微机械平面螺旋电感 ,提出了一种计算品质因数 (Q值 )的方法。通过系统分析影响平面螺旋电感 Q值的主要因素 ,获得硅微机械电感的简化模型 ,在此基础上采用电磁分析法讨论了射频条件下高频电磁场效应对电感寄生电阻的影响 ,从而得到了计算平面螺旋电感 Q值的方法。利用此方法对几何参数不同的几种线圈进行分析 ,获得了具有较高 Q值电感的优化结构。在 2 GHz的工作频率下 ,优化的平面螺旋结构线圈导线宽度和厚度分别为 10μm和5μm     

片上电感的研究

片上电感是射频集成电路中必不可少的元件。通过讨论了影响电感品质因数恶化的因素,如趋肤效应、邻 近效应和涡流损耗等］对片上电感的单∏和双∏集总参数模型进行了分析比较,分析了多种优化方案,并提出了 提高片上电感Q 值的研究方向。     

基于双输出电流传输器的模拟浮地电感

由于电感不易集成，利用有源器件模拟电感一直是研究的热点．本文提出了一种新的模拟浮地电感，分析了该电感在理想情况和考虑有源器件非理想特性情况下的电感值，并把它应用到椭圆滤波器中．PSPICE仿真证实了此模拟浮地电感符合设计要求．该电感仅由2个第二代正电流传输器(简称CCⅡ )，1个双输出电流传输器(简称DOCCⅡ)和2个电阻，1个电容组成，结构简单；电感值可由无源元件参数控制．     

可重复运行的电感储能系统的技术探讨

本文从实验上证实了利用抵消脉冲法断开大电流从而实现能量转换的电感储能系统单次运行的可行性,并提出了该系统重复运行的可能性。图2,表1,参4。     

变压器的直流响应与阶跃响应

如果把两个线圈绕在一个无损的磁导率为μ的磁芯上,两线圈自感、电阻、匝数、匝比、互感、耦合系数分别为 L_1和 L_2、R_1和 R_2、N_1和 N_2、n、M、k。这样就得到如图1所示的变压器。根据图中所标明的同名端的位置及各变量的参考方向,现在确定两个端口上的i_1(t)、i_2(t)、u_1(t)、u_2(t)之间的关系。显然,图2中的电路是图1中的电路的等效电路,由该等效电路的原方可以得     

互感消去法及其应用

论证了互感消去法的普遍适用性和简便、直观的特点。     

钢电磁铸造复合感应器系统研究

针对钢密度大、电导小的特点,提出并论证了采用复合感应器系统进行钢电磁铸造的新方法。设计出多种复合感应器系统,实测了感应器周边磁场,最后利用熔融铝、锡液研究了复合感应器系统的液态成型性。     

D级抽油杆串联感应加热快速调质

将淬火、回火加热感应器串联，通过对感应器的优化设计，使其达到最佳功率分配和中频电源的最佳频率及最佳阻抗匹配，连续一步完成Ｄ级重载抽油杆的淬火加热、冷却和回火，实现一步法快速调质。试验和生产证明：该项研究不但有效地提高了生产效率和节约能源，而且明显地提高了产品质量和使用寿命。     

硅集成电路多层结构螺旋电感的建模和分析

使用电磁场方法对硅衬底上的多层结构螺旋电感进行了建模和分析，与典型的单层螺旋电感比较的结果表明，多层螺旋并联可以提高电感的等效厚度从而减小电阻损耗；多层螺旋串联则可以在相同面积下提高电感值，但由于导体间耦合电容的增大，最大品质因素（Q值）出现在较低频率，自谐振频率也降低。     

耗散电感耦合电路的高阶量子涨落

给出耗散电感耦合电路的量子化，在此基础上研究电荷及电流在能量本征态下的高阶量子涨落。     

线路两相短路故障电流控制的新方法

两相短路后,传统方法是切除故障线路,但这可能导致系统潮流大转移并可能引起系统不稳定,造成大面积停电事故。为此提出一种新型的故障电流控制器及与之对应的控制方法。故障电流控制器由串联变压器、并联变压器、2个可调电感以及有载调节开关构成,嵌入在线路的两端,工作时等效于电压源和电感的串联。两相故障后,改变与并联变压器原边相连开关的位置,将改变故障电流控制器等效电压源电压的相位,使故障相线路发送端(接受端)的电压源电压与超前(滞后)于故障相的电源电压同相,再协调控制2个可调电感,能独立控制其等效电压源电压的幅值和电感值,适当地控制这2个分量,能控制故障相间的线电流等于正常电流,该状态下线路的故障电流不仅为0,同时故障线路的电流也等于其正常运行时的电流,并在此基础上提出了两相短路故障电流的控制策略,建立了与之对应的控制系统。该方法能保持故障线路的继续运行,提高了线路供电的可靠性。实验证明了故障电流控制器能控制故障线路上的电流,使其等于正常运行电流,同时理论分析和仿真结果也证明了提出的故障电流控制器以及与之对应的两相短路电流的控制原理、控制策略的正确性。     

关于对（100mV～200mV,5mA～10mA）范围内微电能存储利用的研究

针对微弱电能存储和利用方面较难实现的问题,设计了本系统：在不借助外部电源对该系统供电的前提下,对输入端为100mV～200mV、5mA～10mA范围内的微弱电能,利用储能电感和超级电容对微电能进行两个阶段的中间储能,使电能逐级增强,当达到预定值时通过PWM调制电路实现电能平稳快速释放,可最终输出4.2V、355mA稳定的电能,用来为蓄电池充电。